单位文秘网 2021-07-04 01:06:00 点击: 次
项目教学是学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程,在这一过程中学习掌握教学计划内的教学内容。学生全部或部分独立组织、安排学习行为,解决在处理项目中遇到的困难,提高了学生的兴趣,自然能调动学习的积极性。因此“项目教学法”是一种典型的以学生为中心的教学方法。
下面就主要教学过程介绍如下:
首先,布置项目是利用UG软件对输送机的联接轴进行强度分析。
学生通过对UG绘图命令的掌握,将联接轴先绘制出三维的模型,如图1。
其次,学生参照教材中强度分析的步骤自己解决分析问题。
一、结构分析的准备阶段
在NX Nastran中存在四种格式的文件,如图2表示所示,分别为部件文件、理想化几何体文件、FEM文件、仿真文件。这四种文件是由低级到高级的关系,下面的文件依附于上面的文件而存在,换句话说,上面的文件是下面文件进行工作的蓝本,如果在上级文件进行修改,则其下属文件也会随之更新,熟练掌握这四种文件的操作和相互依附关系是成功的运用Nastran的基础。
二、对模型施于材料属性
UG为用户提供了常用的材料,包括各项同性材料的31种常用金属和几种工程塑料,但大多数情况下,我们需要自己建立材料,建立材料的方法有两种,一种是建立自己的材料库,这种方法比较麻烦,但是对于很多需要经常使用的材料,用户建立材料库还是可以省去许多重复输入参数的时间。另一种比较简单,用户可以选择UG自带的材料进行编辑和修改,但这种修改只在这一次分析中可用,下一次分析别的零件时还需要重新输入一次。第一种方法需要修改一些UG的环境变量。
三、模型的网格划分
在FEM文件中进行该操作。Nastran为用户提供了强大的网格划分和修补工具,在这个模块,我们可以定义网格配对条件,这在分析装配件的强度时是必须用到的,也可以对网格进行必要的修补和细化,例如,所示我们可以在感兴趣的区域细化网格(如图3),也可以把一些碎小的面合并,有时为了其他用途,如施加载荷的需要,我们还能把一个面拆分为多个面。在整个结构分析的过程中,网格的划分工作至关重要,优质的网格不仅可以提高解算精度,而且还可以保证高的解算速度。因此,UG分析师的大部分时间都花在评估网格的质量上。
四、施加载荷和约束
施加载荷:在仿真文件中进行施加载荷的操作。Nastran提供的载荷类型有力、力矩、轴承、扭矩、压力、流体静压力、重力、离心力、温度载荷九种载荷类型。定义约束:在仿真文件中定义约束,约束类型有固定、固定移动、销钉、简单支撑等,还有用户自定义约束,用户可以任意约束一个约束对象的空间6个自由度中的任意一个,并且自由选择计算其受力变形的位移坐标系。如图4所示,联接轴一端的蓝的箭头为固定约束,轴的另一端上加的是扭矩载荷。
五、对模型进行求解
综合检查一般在最后解算前进行,它的主要用途是检查用户是否有不当的设置,比如是否忘记了定义材料类型,是否缺少计算网格变形的坐标系等,当我们采用3D网格的数量达到80%以上时,综合检查的结果汇总也会提示我们打开迭代功能,以使分析更准确。在综合检查没有问题后,就可以进行解算了,解算的过程一般在几分钟到几十分钟左右,视仿真模型的复杂程度而定,当任务开始时会出现仿真监视器,里面有仿真的执行状态,当解算完成后,他会提示用户已完成。
六、得出结论
通过对联接轴的结构分析,很快找出应力的最大点和变形最大的位置。当产品某些参数需要修改时,只要对其参数修改就可以使得后续的工作都相应自动更新,这就避免了传统设计中致命的上游设计错误向下游传递的过程。
最后,归纳总结,把本次项目中的知识点和操作重点总结给学生,这样学生通过实际的动手操作,能很快知道老师说的是什么地方,接受的更快更好。
通过对UG课程的项目式教学,突出体现出以“学生为主体”“ 岗位就业能力为教学向导”,着重培养学生技术应用能力的教育,体现当代职业教育以“能力为本”的价值取向,使学生获取知识、学以致用,从中学习和掌握了机械原理、材料处理、制造工艺以及各种机床的使用与操作。同时,还可以进一步组织不同专业与工种、甚至不同职业领域的学生参加项目教学小组,通过实际操作,训练其在实际工作中与不同专业、不同部门的同事协调、合作的能力。所以,在职业学校、职业教育中,项目教学法有其独特的优势,应更进一步总结提高,大力试用推广。
(沈阳职业技术学院)
注:“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
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