化工仿真技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：化工仿真技術(shù)范文

化工仿真系統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點

（1）仿真實驗投資少，維護(hù)方便.化工實驗裝置一般價格較高，并且占地大，對于學(xué)生較多的班級很難做到人均一臺裝置，而仿真實驗由于由每個學(xué)生利用仿真實驗軟件在計算機(jī)上運行，這就解決了學(xué)生多而實驗裝置少的問題，即仿真培訓(xùn)能讓人人都有動手機(jī)會.（2）實驗操作簡便，工藝流程形象逼真.化工實驗課程對實驗裝置的結(jié)構(gòu)、實驗原理的講解都是在課堂上進(jìn)行的,既不夠形象、直觀，又呆板；而仿真實驗的計算技術(shù)、圖形和圖像技術(shù),可以方便、迅速而形象地再現(xiàn)出教學(xué)實驗裝置、實驗過程和結(jié)果.這種既具體形象又生動逼真的教學(xué)，使學(xué)生產(chǎn)生如親臨實驗現(xiàn)場一般的體驗.學(xué)起來不抽象，實物感強(qiáng)，并且直觀.（3）數(shù)據(jù)處理、計算、結(jié)果分析自動化.化工原理實驗的數(shù)據(jù)處理大多數(shù)是一個繁瑣的過程，采用仿真實驗,記錄實驗數(shù)據(jù)后,數(shù)據(jù)處理部分,計算機(jī)可將結(jié)果自動列表,并將數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上自動描點,然后準(zhǔn)確的回歸并畫出連續(xù)、平滑的曲線,大大減少了數(shù)據(jù)處理所用的時間.（4）仿真實驗軟件極具擴(kuò)展性.由于仿真實驗采用模塊化開發(fā)技術(shù)，這樣不僅便于軟件的擴(kuò)展，而且可以增加新的實驗裝置，教師可根據(jù)需要自行增加內(nèi)容.

如何進(jìn)行化工仿真教學(xué)

第2篇：化工仿真技術(shù)范文

一、屋面防水施工準(zhǔn)備

1、組織管理及施工人員準(zhǔn)備

一是要成立項目部。建立以項目經(jīng)理為核心的施工管理體系，完善各個管理機(jī)構(gòu)的設(shè)置。二是組織入場施工人員。根據(jù)施工規(guī)模組織相應(yīng)數(shù)量的施工人員，入場前先要對施工人員進(jìn)行安全、技術(shù)、文明施工、注意事項等內(nèi)容的培訓(xùn)教育，考試合格并由本人簽字后才可進(jìn)入現(xiàn)場施工。對于特殊工種應(yīng)實施上崗證制度，沒有上崗證的不允許進(jìn)入施工現(xiàn)場。

2、技術(shù)準(zhǔn)備

一是組織技術(shù)人員認(rèn)真審閱施工圖紙。對不明確的地方應(yīng)與建設(shè)方進(jìn)行溝通，根據(jù)圖紙制定施工技術(shù)規(guī)范。二是編制施工預(yù)算。以圖紙、工程量、勞動定額為依據(jù)，制定所需人員、工種、施工材料等計劃，在此基礎(chǔ)上編制施工預(yù)算。三是制定施工方案。以工程設(shè)計為依據(jù)，結(jié)合工程施工特點，對工程的每個細(xì)節(jié)進(jìn)行分析并落實施工方法，以此制定并完善施工方案，為安全、優(yōu)質(zhì)、如期完成施工任務(wù)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

3、物資準(zhǔn)備

一是建筑材料。按照工程的規(guī)模和施工進(jìn)度安排，分成不同的階段，制定所需的建筑施工材料數(shù)量計劃，并提出質(zhì)量和材料進(jìn)場期限的要求。二是施工機(jī)械。根據(jù)實際需要制定施工機(jī)械使用計劃，保證機(jī)具設(shè)備滿足施工要求。

4、施工現(xiàn)場準(zhǔn)備

一是臨時設(shè)施。按照現(xiàn)場平面布置圖的要求，在確定臨時設(shè)施的位置、技術(shù)要求等基礎(chǔ)上，搭設(shè)所需的臨時設(shè)施，便于施工作業(yè)的順利開展。二是其它準(zhǔn)備。具備充足的消防設(shè)施和消防材料，設(shè)置安全通道，懸掛安全提示、及其他宣傳警示標(biāo)語。

二、屋面防水施工技術(shù)的實施

1、涂刷處理劑

先將基面清理干凈，然后在基面上涂刷處理劑。涂刷時要從一側(cè)開始，逐漸擴(kuò)大范圍，保證涂刷均勻，厚度一致，避免遺漏。涂刷完成后要放置一段時間，使其自然晾干，達(dá)到不粘手的程度即可。

2、標(biāo)出控制線

處理劑涂刷完成后，采用彈線或劃線的方式，將控制線準(zhǔn)確標(biāo)出。要根據(jù)屋面的面積和防水卷材的規(guī)格確定控制線的間距?？刂凭€要確保橫平豎直，不得存在大的誤差，防止鋪設(shè)卷材時出現(xiàn)歪斜，為防水卷材的鋪設(shè)做好充分準(zhǔn)備。

3、細(xì)部的處理

用水泥砂漿將屋面與墻的直角處理成弧形，然后用聚氨酯涂刷，將玻璃纖維布粘上后再涂刷一層聚氨酯，要做到玻璃纖維布與基面緊密粘貼，不留空隙。陰陽角和排水管口也要進(jìn)行適當(dāng)處理，用砂漿將陰陽角處理成弧形，然后刷聚氨酯、粘玻璃纖維布、再刷聚氨酯，管口與基面要抹平并留出凹槽，將管道上的銹跡打磨掉，并將附加層設(shè)置在管口四周50厘米處，確保防水效果良好。

4、鋪貼防水卷材

鋪設(shè)防水卷材時應(yīng)按照規(guī)定的順序進(jìn)行，要掌握從高到低、從遠(yuǎn)到近的鋪設(shè)方法，按要求做好防皺、排氣、壓實等工作，做到鋪設(shè)的防水卷材平整、熨帖、無過多過大的氣泡，保證鋪貼質(zhì)量。防水卷材有拉鋪和滾鋪兩種鋪貼方法，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際進(jìn)行選擇。鋪貼中要注意將防水卷材的邊緣與劃好的控制線對齊，避免出現(xiàn)過大的偏差。拉鋪的具體操作方式為，先將卷材全部展開，將隔離貼紙撕去。采用先鋪半面，再鋪另半面的方法。要注意在鋪貼時要輕拉、輕扯，不可用力過猛，防止將防水卷材弄破。如不小心弄破了卷材，應(yīng)立即停止，將破口處理好后再繼續(xù)進(jìn)行。鋪貼結(jié)束后用專用壓磙從中斷向兩側(cè)均勻磙壓，將卷材下面的空氣擠出，使卷材與基面粘貼緊實。滾鋪的具體操作方式為，揭隔離紙與鋪貼同步進(jìn)行。即將防水卷材放到需鋪貼的位置，然后采取邊滾動卷材，邊揭除隔離紙，邊粘貼的方法。鋪貼時要耐心細(xì)致，滾動防水卷材時要緩慢均勻，注意將卷材拉緊，將幅面抻平，鋪好一部分后即應(yīng)及時用壓磙由中間向邊緣磙壓排出空氣，使卷材與基面緊密貼合。

5、接合部位的處理

兩幅卷材接合、收頭、管道等處的接縫，要涂刷密封膠水，膠水涂刷的寬度應(yīng)在8厘米左右，確保接縫處嚴(yán)密。具體方法為，在大面積的防水卷材鋪貼完畢后，應(yīng)對收頭、接縫部位進(jìn)行處理，防止收頭部位出現(xiàn)漏水。在鋪貼到邊緣時，要將卷材末端的收頭部分伸進(jìn)凹槽里，并用金屬壓條釘實，然后再刷一層封邊膠水，使其完全密封。對于兩幅防水卷材之間的接合處，重疊的寬度應(yīng)在6-8厘米左右，寬度太大容易導(dǎo)致平整度差，太窄可能會影響密封效果。對于大面積的屋面防水施工來說，因防水卷材幅面有限，鋪貼時要分面分段進(jìn)行，因此會造成接合處比較多，應(yīng)保證每個接合處都要進(jìn)行良好處理，用密封膠水做好密封。

6、卷材鋪貼后的處理

第3篇：化工仿真技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】交通疏解 車公廟樞紐 倒邊 北移 優(yōu)化

中圖分類號： U412.38 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

深圳地鐵二期交通疏解工程為地鐵主體施工創(chuàng)造了良好的開工條件，是地鐵建設(shè)過程中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)，在地鐵工程前期工作中占有極其重要的地位。同樣，交通疏解對地鐵三期工程的重要性不言而喻。

1. 工程概況

深圳地鐵11號線車公廟樞紐站位于深南大道與香蜜湖立交橋西南象限，為既有地鐵1號線與7、9、11號線綜合換乘站，占地面積約4.73萬㎡，主要包括11號線車公廟站、7&9號線車公廟站、換乘大廳、物業(yè)開發(fā)及既有1號線車站外擴(kuò)站廳等單位工程（如下圖）。

圖1車公廟樞紐工程位置

2. 交通疏解工程初步設(shè)計

2.1現(xiàn)狀交通運行狀況

車公廟樞紐區(qū)域路網(wǎng)包括廣深高速（高速公路），快速路有濱河大道、香蜜湖路（雙向8車道），主干路有深南大道（雙向10車道）、僑香路、蓮花路、紅荔路、新洲路，支路有泰然九路、泰然四路、泰然六路等。區(qū)域現(xiàn)狀交通運行狀況如下：

（1）現(xiàn)狀主要道路通行能力已接近飽和，承擔(dān)軌道建設(shè)疏解通行能力有限；

（2）影響范圍內(nèi)已基本形成道路網(wǎng)，大的通道實施可能性不大；

（3）常規(guī)交通管理措施已基本用盡；

（4）深圳市近年來機(jī)動車保有量以每年約20萬輛增長量持續(xù)快速增長，也將對現(xiàn)狀道路產(chǎn)生一定的交通壓力。

2.2樞紐建設(shè)對交通的影響

由于車公廟地處鬧市區(qū)，地鐵車站規(guī)模大，四條線將有大量的換乘客流，對車站通道、扶梯等人流集散空間要求較高，屆時施工難度較大。樞紐建設(shè)對交通的主要影響表現(xiàn)在：受施工圍擋影響，將拆除深南—香蜜立交的兩個匝道，使該立交喪失北到東，西到南兩個轉(zhuǎn)向功能；占用深南路南側(cè)主輔道，導(dǎo)致深南大道車道減少，通行能力降低；占用深南路南北兩側(cè)公交停靠站，導(dǎo)致公交?？侩y問題；拆除香蜜湖路輔橋，降低了香蜜湖路的通行能力；對泰然、天安片區(qū)交通造成影響。

圖2樞紐建設(shè)對交通影響圖

2.3初步設(shè)計方案

2.3.1設(shè)計原則

（1）區(qū)域網(wǎng)絡(luò)疏解與工點交通疏解相協(xié)調(diào)；

（2）保證施工期間主要道路通行條件（深南大道雙向10車道、香蜜湖路雙向6車道）；

（3）保障公交出行通暢；

（4）適當(dāng)增加道路供給，緩解供需矛盾；

（5）交通疏解與施工圍擋、管線遷改工程相結(jié)合；

（6）疏解方案經(jīng)濟(jì)、可行，可實施性強(qiáng)；

（7）按使用時間，合理確定道路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.2主要工程措施

2.3.2.1區(qū)域疏解措施

1、深南-香蜜立交北東：

（1）利用現(xiàn)狀區(qū)域道路疏解，利用北環(huán)快速、僑香路、濱河大道等分流；

（2）新增疏解流線；

①香蜜-紅荔立交橋下新建信控平交口；

②東延花卉路，農(nóng)園路-花卉路口新建燈控。

（3）改善疏解道路通行條件新洲-紅荔交叉口新增拓寬段。

2、深南-香蜜立交西南：

通過僑城東路、白石路、僑香路、濱河大道分流。

2.3.2.2泰然片區(qū)交通疏解措施

1、新增片區(qū)公交始發(fā)場站，優(yōu)化改善片區(qū)居民公交出行條件，鼓勵公交出行。

2、拓寬泰然四路（香蜜湖路橋洞段），改善泰然、天安片區(qū)交通聯(lián)系狀況；

3、拓寬泰然一路、新建掉頭匝道，改善出入口口擁堵狀況；

4、優(yōu)化小區(qū)交通管理措施，部分路口設(shè)置燈控。

2.3.2.3工點疏解措施

1、減少樞紐施工對農(nóng)科片區(qū)的交通影響，保證現(xiàn)狀深南大道轉(zhuǎn)向功能——深南-農(nóng)園路口改為右進(jìn)右出；打開深南農(nóng)園路口，新建燈控；

2、優(yōu)化施工工法，進(jìn)行倒邊施工保證深南大道雙向10車道通行條件，香蜜湖路雙向6車道通行條件。主體施工及管線遷改分階段疏解共分13期。

2.3.3工點交通疏解設(shè)計

根據(jù)以上原則，初步設(shè)計方案確定為管線遷改、主體結(jié)構(gòu)施工期間，通過倒邊、新建路面等措施保證深南大道雙向10車道通行條件，保證香蜜湖路雙向6車道通行條件。將工點交通疏解分為13個階段（合計53個月），其中前期工程為第1～4階段，工期3個月，2012年7月開工；主體結(jié)構(gòu)施工：第5～9階段，工期共46個月，2012年10月開工；10～13階段恢復(fù)階段結(jié)合香蜜湖路改造工程同期實施。具體如下：

第一階段：深南-農(nóng)園交叉口改造、管線遷改，工期1個月。 通過將北側(cè)兩個車道南移，深南大道保證雙向10車道。

第二階段：管線遷改，工期半個月。 通過將南側(cè)兩個車道北移，深南大道保證雙向10車道。

第三階段：管線遷改施工，工期半個月。 通過將南側(cè)兩個車道北移，深南大道保證雙向10車道。

第四階段：管線遷改施工、香蜜湖路西側(cè)輔橋拆除，工期1個月。香蜜湖路西側(cè)輔橋分段拆除，采取在綠化帶立鋼管柱、架設(shè)門式梁等措施，對深南大道交通基本無影響。深南大道保證雙向10車道。

第五階段：主體結(jié)構(gòu)一期A，工期2個月。圍擋范圍：深南大道中央綠化帶及北側(cè)部分主車道；深南-香蜜立交西南象限匝道及綠地；香蜜湖路西側(cè)車道及兩側(cè)綠地。通過占用北側(cè)主輔分隔帶增加車道，保證深南大道雙向10車道；香蜜湖路剩余路面可保證雙向6車道。

第六階段：主體結(jié)構(gòu)一期B，工期9個月。主要圍擋深南大道中央綠化帶、南側(cè)主車道、深南-香蜜立交西南象限匝道及綠地。通過將深南大道南側(cè)2個車道北移，保證雙向10車道。香蜜湖路圍擋不變，保證雙向6車道。

第七階段：主體結(jié)構(gòu)二期，工期20個月。 主要圍擋深南大道南側(cè)主車道、深南-香蜜立交西南象限匝道及綠地，以及北側(cè)綠地。通過將深南大道南側(cè)3車道北移，保證雙向10車道。香蜜湖路圍擋不變，保證雙向6車道。

第八階段：主體結(jié)構(gòu)三期，工期4個月。主要圍擋深南大道中央綠化帶及南側(cè)主道、深南-香蜜立交西南象限匝道及綠地，以及北側(cè)綠地。通過將深南大道南側(cè)2個車道北移，保證雙向10車道。香蜜湖路圍擋不變，保證雙向6車道。

第九階段：主體結(jié)構(gòu)四期，工期11個月。主要圍擋深南大道中央綠化帶及北側(cè)主道、深南-香蜜立交西南象限匝道及綠地，以及北側(cè)綠地。通過將深南大道北側(cè)2個車道南移，保證雙向10車道。香蜜湖路圍擋不變，保證雙向6車道。

第十～十三階段，道路恢復(fù)階段。

3. 交通疏解方案優(yōu)化

第4篇：化工仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實 仿真 培訓(xùn)系統(tǒng)

一、虛擬現(xiàn)實仿真平臺概述

虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)最為重要的是保證各子系統(tǒng)之間能夠自由地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換以實現(xiàn)平臺協(xié)作。系統(tǒng)的組成包括數(shù)據(jù)庫平臺、仿真平臺、虛擬現(xiàn)實平臺以及虛擬現(xiàn)實場景維護(hù)平臺。仿真平臺以實際工業(yè)生產(chǎn)過程的工藝機(jī)理為原型，可以完成化工生產(chǎn)過程的仿真任務(wù)。仿真過程中從數(shù)據(jù)庫平臺獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并將仿真產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫。虛擬現(xiàn)實平臺需要從數(shù)據(jù)庫平臺獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)以實現(xiàn)對生產(chǎn)仿真過程的呈現(xiàn)，同時也可以在該平臺中對數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)。場景維護(hù)平臺則負(fù)責(zé)虛擬現(xiàn)實場景的維護(hù)工作。虛擬現(xiàn)實平臺可以通過數(shù)據(jù)庫向仿真平臺生產(chǎn)控制指令，仿真平臺則通過數(shù)據(jù)庫將生產(chǎn)過程的狀態(tài)信息反饋虛擬現(xiàn)實平臺。

（1）虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)特點。虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)是能在虛擬場景中漫游，并能對場景中對象做交互操作。該仿真系統(tǒng)的構(gòu)成有：1）場景的三維模擬。對實際場景和環(huán)境采用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)。用軟件繪制圖形模塊，再轉(zhuǎn)換成編程語言支持的形式。三維圖形的好處在于視覺上能帶給人身臨其境的感覺，不同于普通的平面圖形呆板的特點，利用三維虛擬和仿真技術(shù)相結(jié)合，不僅可以對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行再現(xiàn)，還可以通過搭建數(shù)學(xué)模型，通過連接仿真平臺和虛擬現(xiàn)實平臺，形成一套交互式的仿真系統(tǒng)。2）成員仿真。應(yīng)急預(yù)案演練過程中，有各種職能的“角色”參與其中。一是總指揮：判斷事故狀態(tài)，調(diào)度各種資源，指揮職能部門。二是現(xiàn)場指揮：根據(jù)現(xiàn)場狀態(tài)，調(diào)度本部門人員和資源。例如，車間、消防隊、環(huán)保監(jiān)測等，指揮操作人員。三是操作員：按照職能要求和指令，進(jìn)行具體操作，如現(xiàn)場巡視、堵漏、關(guān)閥、消防隊員澆水降溫、滅火等。3）內(nèi)容仿真。對場景內(nèi)可支配物體、活動規(guī)律等的仿真。一是工藝模型：描述工藝過程變化，參數(shù)調(diào)節(jié)對過程的影響，控制系統(tǒng)動作等。二是工具和資源的模型：如水槍、消防炮、設(shè)備等。三是三維互動模型：儀器、儀表、閥門、開關(guān)等。

（2）虛擬現(xiàn)實平臺。虛擬現(xiàn)實平臺由主體程序和三維場景兩部分組成。首先三維軟件對裝置主體及周邊環(huán)境進(jìn)行模擬，然后將其裝換成編程語言后導(dǎo)入到仿真主體程序中去，和主體程序?qū)崿F(xiàn)交互。同時利用VB的圖形化界面設(shè)計功能和數(shù)據(jù)庫讀寫控制功能，對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和訪問，這樣，用戶在使用系統(tǒng)時，既可以瀏覽裝置場景又可以修改各類裝置的屬性并讀取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，也可以命令實現(xiàn)與仿真模型的交互。

二、仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)總體設(shè)計

（1）動態(tài)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)綜述。仿真平臺開發(fā)化生產(chǎn)過程仿真系統(tǒng)重點工作包括三個部分：第一要建立系統(tǒng)模型，首先確定仿真范圍，然后根據(jù)工藝設(shè)計數(shù)據(jù)計算各管線和設(shè)備物流數(shù)據(jù)。例如，流量、溫度、壓力等。然后再用這些數(shù)據(jù)辨識具體設(shè)備模型。最后搭接設(shè)備模型，即系統(tǒng)建模。第二要建立仿DCS系統(tǒng)，即完成各種組態(tài)工作以及模型與操作界面（包括仿真DCS/現(xiàn)場畫面）的變量通訊（數(shù)據(jù)交換）組態(tài)。最后是系統(tǒng)調(diào)試，目的是使系統(tǒng)運行穩(wěn)定且協(xié)調(diào)?；ぱb置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開發(fā)包括DCS功能開發(fā)、模型開發(fā)和現(xiàn)場站功能開發(fā)等。1）DCS功能開發(fā)。DCS功能開發(fā)包括以下幾個方面：第一是圖形顯示系統(tǒng)，包括總貌圖、流程畫面、組顯示圖、歷史趨勢圖、報警畫面、軟開關(guān)圖、狀態(tài)顯示等開發(fā)。第二是DCS功能開發(fā)，包括DCS鍵盤功能、DCS使用功能等。第三是報警和連鎖系統(tǒng)開發(fā)。2）現(xiàn)場站功能開發(fā)?，F(xiàn)場站功能開發(fā)有現(xiàn)場站圖形顯示系統(tǒng)，包括總貌圖、流程畫面和現(xiàn)場站閥，上泵，開關(guān)，攪拌器等可操作設(shè)備功能的開發(fā)。3）模型開發(fā)。模型開發(fā)采用GPRES軟件平臺，其建模過程是模塊化的，具體來說就是：模型由參數(shù)固定的模塊搭接而成。每一個模塊都包含輸入、輸出和系數(shù)三種參數(shù)，都實現(xiàn)一種算法功能。算法是特定的數(shù)學(xué)模型，用來模擬相應(yīng)的化工設(shè)備或單元操作。

（2）模擬范圍及條件。1）資料準(zhǔn)備。開發(fā)中涉及的資料包括：工藝原則流程圖（PFD圖）、工藝自控儀表流程圖（P&ID圖）、物料/熱量平衡數(shù)據(jù)表、工藝原理說明、操作規(guī)程、事故仿真技術(shù)、評分標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備資料、儀表資料等。2）初始條件。仿真模擬的初始條件為：每個模型將提供兩個初始條件：穩(wěn)態(tài)和冷態(tài)。穩(wěn)態(tài)條件是用來培訓(xùn)學(xué)員的正常操作或用來進(jìn)行故障處理和停車訓(xùn)練，它代表裝置平穩(wěn)運行時的狀態(tài)，以PFD圖和物料平衡數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行開發(fā)模擬。冷態(tài)條件也稱作開車態(tài)，用來培訓(xùn)學(xué)員進(jìn)行裝置開車，代表裝置停車時的狀態(tài)，某些基礎(chǔ)開車步驟如管線吹掃，儀表閥調(diào)準(zhǔn)等假設(shè)已經(jīng)完成，裝置已具備投料條件。3）裝置故障模擬。仿真平臺可以提供的故障類型：影響范圍廣的全裝置故障、局部關(guān)鍵設(shè)備故障、局部轉(zhuǎn)動設(shè)備故障、變送器漂移、靜止設(shè)備故障、裝置特有故障。

三、虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)架構(gòu)

（1）系統(tǒng)功能。把VR技術(shù)與仿真技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，就構(gòu)成了加氫裂化裝置虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)。它應(yīng)具備以下功能：1）虛擬現(xiàn)實仿真培訓(xùn)系統(tǒng)能夠模擬裝置現(xiàn)場的場景，實現(xiàn)各個設(shè)備的建模和虛擬場景的三維建模，并且體現(xiàn)出材質(zhì)和變化，附加貼圖，使用戶能夠在與現(xiàn)實非常相似的三維虛擬環(huán)境中自由交互、隨意漫游，并且隨時接收到場景反饋回來的信息，信息內(nèi)容包括使用者在當(dāng)前所處的場景位置和視野方向，裝置的場景中實物的概況和使用者在操作過程中的注意事項、提示信息等。2）根據(jù)用戶的需求，系統(tǒng)可以暫?；蚧謴?fù)正在運行的仿真過程，能根據(jù)不同用戶有差異的操作秩序和參與程度給出智能評價，同時能夠記錄使用者的操作步驟信息和保存相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)、資料結(jié)果等。3）虛擬現(xiàn)實仿真培訓(xùn)系統(tǒng)會提供良好的人機(jī)互動界面，包括場景瀏覽模式的選擇、相關(guān)瀏覽器信息、虛擬場景的描述及反饋信息、曲線面版，可以快捷簡易地創(chuàng)建和修改虛擬環(huán)境，數(shù)據(jù)輸入手段非常友好，可以進(jìn)行優(yōu)化控制參數(shù)的操作，亦可存儲和公布數(shù)據(jù)結(jié)果。4）通用性、擴(kuò)展性和維護(hù)性的功能強(qiáng)大，可以對多種編譯平臺、硬件的加入提供支持，可以滿足不同裝置的差異性需求。

（2）效果評價。虛擬現(xiàn)實仿真培訓(xùn)系統(tǒng)界面友好，設(shè)計簡潔、有效、界面清晰、易懂，只需簡單培訓(xùn)就能很快掌握其操作步驟和方法。培訓(xùn)系統(tǒng)功能齊全，包括冷態(tài)開停車、單項操作、事故狀態(tài)、評分，實現(xiàn)了DCS控制系統(tǒng)的高級控制、連鎖控制、緊急停車等功能，同時開發(fā)了具有三維真實感的現(xiàn)場環(huán)境，實現(xiàn)了3D巡檢培訓(xùn)功能，提高了仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的真實感。培訓(xùn)系統(tǒng)逼真度高，仿真效果與實際裝置運行的現(xiàn)象基本吻合。動態(tài)變化趨勢與實際裝置運行的現(xiàn)象吻合，現(xiàn)場三維環(huán)境與生產(chǎn)現(xiàn)場幾乎一致。培訓(xùn)系統(tǒng)硬件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)和擴(kuò)充，能夠擴(kuò)大同時參加培訓(xùn)的員工人數(shù)。

（作者單位為中國石油遼陽機(jī)電儀研修中心）

參考文獻(xiàn)

[1] 郭艷軍.化工仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，2007（5）.

第5篇：化工仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；電氣工程類專業(yè)；應(yīng)用

0引言

在電氣工程類專業(yè)中運用虛擬仿真技術(shù)，不僅可以讓學(xué)生全面詳細(xì)了解電力工程的運行以及相關(guān)的專業(yè)知識，同時還能保證師生的安全[1]。筆者結(jié)合自身的工作經(jīng)驗，就虛擬仿真技術(shù)在電氣工程類專業(yè)中的應(yīng)用談一談自己的看法。

1虛擬仿真技術(shù)在電氣工程類專業(yè)中應(yīng)用的重要意義

1.1實現(xiàn)資源的有效共享

虛擬仿真技術(shù)是一項基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的信息技術(shù)，在電氣工程類專業(yè)教學(xué)中運用虛擬仿真技術(shù)，可以為學(xué)生在任何地點和任何時間進(jìn)行實驗提供相應(yīng)的條件。與此同時，在電氣工程類專業(yè)教學(xué)中運用虛擬仿真技術(shù)，還可以開放優(yōu)秀的實驗教學(xué)資源，給社區(qū)、企業(yè)以及兄弟院校等提供教學(xué)服務(wù)，從而實現(xiàn)資源的有效共享。

1.2實現(xiàn)不可逆以及不可及過程

電氣工程類專業(yè)的實驗教學(xué)面臨著強(qiáng)電的威脅，很多實驗必須要在極端或者高危的環(huán)境下才能完成，操作過程也是不可及或者不可逆的，對學(xué)生相關(guān)技能的訓(xùn)練需要高消耗和高成本，不僅危險而且能夠被學(xué)生掌握和吸收的知識和技能少之又少。但是如果在電氣類專業(yè)教學(xué)中運用虛擬仿真技術(shù)，就可以有效改觀這一局面，虛擬仿真技術(shù)可以為電氣工程類專業(yè)教學(xué)提供經(jīng)濟(jì)、安全、可靠的實驗手段，既能消除強(qiáng)電威脅，又能促進(jìn)學(xué)生把握和吸收相關(guān)專業(yè)知識。譬如，在高電壓虛擬仿真實驗當(dāng)中，學(xué)生可以近距離觀察高壓放電的情景，還可以反復(fù)觀看[2]。

1.3教學(xué)環(huán)節(jié)更加靈活

在電氣工程類專業(yè)教學(xué)中運用虛擬仿真技術(shù)，學(xué)生可以按照自己的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)需求靈活選擇實驗內(nèi)容。同時，學(xué)生還可以隨著學(xué)習(xí)進(jìn)度的變化回顧以前的學(xué)習(xí)內(nèi)容，或者跨越教學(xué)層次進(jìn)行提升。在這種虛擬化的教學(xué)情境之中，學(xué)生真正掌握了學(xué)習(xí)的自，不僅得到更多創(chuàng)新實踐和接觸專業(yè)實驗的機(jī)會，學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性也得到有效的提升。教學(xué)環(huán)節(jié)更具有靈活性，學(xué)生可以充分展現(xiàn)自己的才華。

2虛擬仿真技術(shù)在電氣工程類專業(yè)中應(yīng)用策略

2.1轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)思想，建立科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)

電氣工程類專業(yè)教師還要在此基礎(chǔ)上建立科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，科學(xué)合理的教學(xué)目標(biāo)能夠讓教學(xué)取得事半功倍的效果[3]。由于學(xué)生在興趣愛好、學(xué)習(xí)進(jìn)度以及專業(yè)方向上等各個方面存在一定的差異，所以在學(xué)習(xí)過程中就需要不同的學(xué)習(xí)和實驗平臺，同時，這些平臺之間必須要有較強(qiáng)的聯(lián)系。尤其當(dāng)教學(xué)資源出現(xiàn)學(xué)科交叉的時候，老師要按照系統(tǒng)構(gòu)建、綜合設(shè)計、理論應(yīng)用三個層次構(gòu)建虛擬實驗教學(xué)平臺，將虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。例如，電氣工程類專業(yè)老師可以從基礎(chǔ)課程實驗、綜合實驗和生產(chǎn)練習(xí)這三個方面制定實驗教學(xué)綜合培養(yǎng)計劃?；A(chǔ)課程實驗主要包括專業(yè)的課程實驗和工程設(shè)計基礎(chǔ)訓(xùn)練；綜合實驗主要包括課程設(shè)計和工程設(shè)計綜合訓(xùn)練；生產(chǎn)實習(xí)主要有畢業(yè)設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計訓(xùn)練。

2.2構(gòu)建互通互融教學(xué)理念，完善課程教學(xué)體系

在電氣工程類專業(yè)中運用虛擬仿真技術(shù)，可以給老師的教學(xué)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)提供安全的環(huán)境和可靠的保障。其課程教學(xué)體系可以細(xì)分為專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗、工程設(shè)計基礎(chǔ)以及專業(yè)課程實驗。其中，專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗還可以細(xì)分為專業(yè)基礎(chǔ)實驗和專業(yè)綜合實驗，專業(yè)課程實驗可以細(xì)分為綜合實驗和課程設(shè)計。老師需要根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)要求設(shè)計教學(xué)平臺的教學(xué)資源，在資源當(dāng)中有效貫穿課程內(nèi)容。同時，要以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為目標(biāo)建立教學(xué)層次，利用橫向連接的方式將不同平臺的教學(xué)資源有效結(jié)合起來。在注重因材施教、專業(yè)培養(yǎng)的同時要保證教學(xué)平臺之間互通互融，同時還要保證教學(xué)層次之間呈現(xiàn)出一個相互補(bǔ)充的狀態(tài)。在當(dāng)前的教育形勢下，電氣工程類專業(yè)的老師要敢于打破學(xué)科專業(yè)的界限，建立一體化的教學(xué)理念，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)資源的有效共享和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

2.3以教學(xué)環(huán)節(jié)為導(dǎo)向，創(chuàng)建合理的實驗教學(xué)平臺

第一，創(chuàng)新與實踐訓(xùn)練平臺。針對電氣工程類專業(yè)的教學(xué)特色，利用虛擬仿真技術(shù)結(jié)合“新型傳感器”、“工業(yè)自動化”、“機(jī)器人”、“航空航天”、“智能電網(wǎng)”等專業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)建立虛擬化的仿真系統(tǒng)，從而加強(qiáng)學(xué)生對有關(guān)學(xué)科先進(jìn)成果以及專業(yè)知識的理解。第二，專業(yè)綜合實驗教學(xué)平臺。該實驗平臺主要包括工程設(shè)計綜合訓(xùn)練、綜合實驗、課程設(shè)計等集中的教學(xué)環(huán)節(jié)。利用虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建專業(yè)綜合實驗教學(xué)平臺，一切的不可能都會變成可能。虛擬仿真技術(shù)可以給學(xué)生創(chuàng)建一個近似真實的虛擬環(huán)境，從而實現(xiàn)對學(xué)生實踐技能的訓(xùn)練，也能有效實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場和實驗室的無縫對接。第三，基礎(chǔ)實驗教學(xué)平臺。創(chuàng)建該平臺主要是為了進(jìn)行基礎(chǔ)知識教學(xué)，通過仿真技術(shù)對一些技術(shù)原理以及基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)行驗證，讓學(xué)生能夠全面掌握基礎(chǔ)知識和相關(guān)技能。除此之外，虛擬仿真技術(shù)能夠打破時間和空間的限制，學(xué)生可以隨時隨地開展實驗，從而培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和獨立思考的能力。

3結(jié)論

在電氣工程類專業(yè)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，可以實現(xiàn)資源的有效共享，讓教學(xué)環(huán)節(jié)變得更加靈活，同時還能讓一些不可能的實驗轉(zhuǎn)化為可能實現(xiàn)的實驗。電氣工程類專業(yè)教師要重視虛擬仿真技術(shù)，首先要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)思想，建立科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，其次要構(gòu)建互通互融教學(xué)理念，完善課程教學(xué)體系，最后要以教學(xué)環(huán)節(jié)為導(dǎo)向，創(chuàng)建合理的實驗教學(xué)平臺，將虛擬仿真技術(shù)的價值和功能最大限度發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)

[1]黃文力,苗滿香.電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系的改革[J].鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版).2011(04)：32-33.

第6篇：化工仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；仿真技術(shù)；應(yīng)用

仿真技術(shù)的應(yīng)用，主要就是對計算機(jī)技術(shù)下加以實現(xiàn)的，通過多種學(xué)科理論作為基礎(chǔ)，在計算機(jī)的軟件工具支持下，發(fā)揮著重要作用。在早期的計算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，是隨機(jī)數(shù)通過實驗求解隨機(jī)問題方法的應(yīng)用，在近些年的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展下，和工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展有著緊密的結(jié)合，這樣就對工業(yè)發(fā)展起到了很大促進(jìn)作用。通過從理論上對仿真技術(shù)的應(yīng)用研究，就能為實際機(jī)械設(shè)計制造發(fā)展提供理論支持。

1機(jī)械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性和應(yīng)用流程

1.1機(jī)械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性分析

機(jī)械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要促進(jìn)作用，從上世紀(jì)七十年代以來，在全球化的競爭發(fā)展方面愈來愈激烈，產(chǎn)品消費結(jié)構(gòu)也在向著個性化以及多元化的方向發(fā)展。仿真技術(shù)的出現(xiàn)，對機(jī)械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)就有著很大推動，而在收到經(jīng)濟(jì)水平的因素影響，在實際操作系統(tǒng)的應(yīng)用上費用相對比較高。仿真技術(shù)的應(yīng)用，在設(shè)計人員將計算機(jī)技術(shù)作為載體下，通過運用相應(yīng)的軟件以及構(gòu)建數(shù)據(jù)模型等，這樣就能對參數(shù)詳細(xì)準(zhǔn)確的分析，在機(jī)械設(shè)計制造當(dāng)中應(yīng)用，就能有效提高設(shè)計的效率[1]。機(jī)械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用，只需要設(shè)計人員結(jié)合不用方案在仿真軟件當(dāng)中進(jìn)行構(gòu)建虛擬機(jī)，從而就能有效完成不同假設(shè)性虛擬實驗，對最優(yōu)化的方案進(jìn)行選擇。仿真技術(shù)的應(yīng)用對計算的精度可有效保證，對研發(fā)的質(zhì)量也能有效提高，節(jié)約了大量的研發(fā)資金，這對機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展就有著積極促進(jìn)作用。

1.2機(jī)械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用流程分析

機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域的發(fā)展，需要從多方面加強(qiáng)重視，在機(jī)械設(shè)計制造過程中仿真技術(shù)的應(yīng)用，主要是在電腦數(shù)學(xué)模型以及仿真模式的建立基礎(chǔ)上應(yīng)用的。仿真技術(shù)的應(yīng)用涉及到圖形學(xué)以及幾何造型學(xué)等，在對系統(tǒng)實質(zhì)抽象數(shù)學(xué)模型的處理過程中，要按照相應(yīng)的程序進(jìn)行實施。首先就是對模型進(jìn)行建立，仿真技術(shù)應(yīng)用中先要能抽象出能達(dá)到仿真目的的可靠系統(tǒng)，然后加上邊界以及約束條件[2]。接著就要對相應(yīng)學(xué)科知識的應(yīng)用，把這一系統(tǒng)在數(shù)學(xué)表達(dá)的方式下進(jìn)行闡述。主要的內(nèi)容就是數(shù)學(xué)模型，模型的構(gòu)建過程中，就要結(jié)合時間關(guān)系進(jìn)行劃分。在模型的構(gòu)建類型上有動靜兩種模型類型，在動態(tài)模型方面又分為連續(xù)時間以及離散時間和混合時間幾種。機(jī)械設(shè)計制造過程中的仿真技術(shù)應(yīng)用流程中，在模型的變換層面就比較關(guān)鍵。這一環(huán)節(jié)主要是將抽象的數(shù)學(xué)表達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成計算機(jī)處理形式。然后通過適當(dāng)?shù)乃惴ㄒ约坝嬎銠C(jī)語言，就能對仿真模型進(jìn)行分析，這就需要對計算機(jī)研發(fā)新的系統(tǒng)，或者是通過仿真軟件加以應(yīng)用，都能夠達(dá)到模型變換的目的[3]。接著就是模型的實驗環(huán)節(jié)。也就是把創(chuàng)建仿真模型輸入到計算機(jī)當(dāng)中，通過仿真模型的運行就能獲得仿真結(jié)果。在進(jìn)行仿真實驗中是通過先期設(shè)計實驗方案進(jìn)行運行的，這樣就比較的簡單。對于仿真實驗的結(jié)果的衡量標(biāo)準(zhǔn)問題，就要先對仿真實驗的結(jié)果進(jìn)行辨析，對其結(jié)果的可靠性進(jìn)行檢驗可通過反正過程反向驗證法以及置信通道方法加以應(yīng)用。通過這一系列的程序?qū)嵤?，就能有助于仿真技術(shù)的積極作用發(fā)揮。

2機(jī)械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用特征及實際應(yīng)用

2.1仿真技術(shù)應(yīng)用的特征體現(xiàn)分析

第一，應(yīng)用范圍大特征。仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造當(dāng)中的應(yīng)用，有著鮮明的特征體現(xiàn)，從產(chǎn)品設(shè)計到制造和測試維護(hù)的整個過程中，仿真技術(shù)都能貫穿始終。在機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計以及詳細(xì)設(shè)計和加工制造等環(huán)節(jié)，仿真技術(shù)都能發(fā)揮積極的作用。在仿真技術(shù)的實際應(yīng)用中，在范圍上得到了迅速擴(kuò)大化，仿真對象和目的上從研究制造對象動力學(xué)以及運動學(xué)特性，已經(jīng)向著研究制造系統(tǒng)設(shè)計運行方向發(fā)展，在庫存管理以及產(chǎn)品開發(fā)過程組織等層面都有著涉及。第二，集成化特征。機(jī)械設(shè)計制造過程中的仿真技術(shù)應(yīng)用，在集成化的特征層面表現(xiàn)的比較突出，也就是對仿真技術(shù)的綜合性應(yīng)用，從而就能有效形成可運行的產(chǎn)品開發(fā)以及制造環(huán)境。在仿真的類型上是多樣化的，有著面向產(chǎn)品以及制造工藝和生產(chǎn)管理等部分的仿真[4]。這些部分對仿真技術(shù)的應(yīng)用都得到了綜合性體現(xiàn)。第三，分布性特征。仿真技術(shù)的應(yīng)用在和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合下，對仿真的分布性特征上就比較顯著。這是通過制造分布所決定，其中就有著敏捷制造以及虛擬網(wǎng)絡(luò)的支持實現(xiàn)的。仿真技術(shù)的應(yīng)用和傳感器以及圖形技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用特征也比較突出，這就對仿真技術(shù)的交互性得到了加強(qiáng)。

2.2機(jī)械設(shè)計制造中仿真技術(shù)應(yīng)用

仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造中多個環(huán)節(jié)都能進(jìn)行應(yīng)用，其中在復(fù)雜的數(shù)值計算分析中的應(yīng)用作用比較突出。仿真技術(shù)應(yīng)用對機(jī)械設(shè)計制造中的大量復(fù)雜化數(shù)據(jù)分析計算能力比較強(qiáng)，能將數(shù)據(jù)分析簡單化以及層次性的實現(xiàn)，這樣就大大的提高了工作效率，對低水平重復(fù)勞動的問題也能避免。機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計中，運用仿真技術(shù)就能在計算分析上準(zhǔn)確快速的實現(xiàn)，直到滿足實際的要求標(biāo)準(zhǔn)，對機(jī)械產(chǎn)品材料的浪費以及耗時的問題也得到了解決。機(jī)械產(chǎn)品的動力學(xué)模型的分析下，對機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等都能得到有效保障，對機(jī)械設(shè)備的剛度應(yīng)變以及動態(tài)特性的參數(shù)分析能力也比較強(qiáng)。仿真技術(shù)在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中應(yīng)用，也能優(yōu)化設(shè)計的質(zhì)量。機(jī)械產(chǎn)品是通過大量結(jié)構(gòu)組裝的工藝動作。對新機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)過程中，結(jié)構(gòu)的正確設(shè)定，和結(jié)構(gòu)間的運動得當(dāng)與否等，都和產(chǎn)品的實際應(yīng)用效果有著直接的應(yīng)用。這就需要在仿真技術(shù)的應(yīng)用下，通過三維機(jī)械設(shè)計軟件的應(yīng)用進(jìn)行仿真設(shè)計，從而有效的檢查機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。將仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造當(dāng)中的齒輪設(shè)計中加以應(yīng)用，能有效提高齒輪設(shè)計的質(zhì)量。機(jī)械裝備當(dāng)中的齒輪是比較關(guān)鍵的零件，對其設(shè)計的精度有著高要求，實際設(shè)計過程中就要充分注重對仿真技術(shù)的應(yīng)用。具體應(yīng)用中對visuallisp語言的應(yīng)用，就能在齒輪端面實施模型的構(gòu)建以及仿真，能從多個角度實施評估[5]。仿真技術(shù)的運用下能對圓弧針齒輪星傳動研究分析，以及對影響正交齒輪齒輪傳動接觸點的參數(shù)實施研究，這樣就大大的提高了對齒輪設(shè)計的精確度。

3結(jié)束語

綜上所述，機(jī)械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，隨著新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對整體的機(jī)械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有著促進(jìn)作用。仿真技術(shù)和機(jī)械設(shè)計制造的結(jié)合，為我國的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)帶來了生機(jī)，為促進(jìn)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及科學(xué)性發(fā)展打下了基礎(chǔ)，希望此次研究有助于實際機(jī)械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

作者:楊磊 單位:鄭州飛機(jī)裝備有限責(zé)任公司

參考文獻(xiàn):

[1]潘庭海，張石磊.機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程實踐性分析[J].電子制作，2014（02）.

[2]賈志欣，樓應(yīng)侯，張學(xué)昌，等.機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)網(wǎng)絡(luò)化平臺建設(shè)[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2013（04）.

[3]張寶坤，王淑霞，王艷.機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向[J].化工裝備技術(shù)，2014（04）.

第7篇：化工仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞： 橡膠彈性元件； 仿真技術(shù)； 可靠性技術(shù)

中圖分類號： U260.358；TB115文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B

引言

橡膠元件因其良好的彈性和優(yōu)良的抗疲勞特性，被廣泛應(yīng)用于軌道交通減振領(lǐng)域，為高速鐵路的平穩(wěn)運行起到關(guān)鍵作用.[1]在軌道交通轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)上裝配大量精致的橡膠減振元件（見圖1），用以滿足舒服性、安全性以及更高性能的需要.這些精致的橡膠減振元件的關(guān)鍵技術(shù)主要表現(xiàn)為：（1）整體性能，特別是剛度匹配性能的方案配置；（2）基于提升疲勞壽命的結(jié)構(gòu)優(yōu)化；（3）產(chǎn)品的可靠性性技術(shù)；（4）為實現(xiàn)產(chǎn)品性能所需要的產(chǎn)品成型技術(shù)和產(chǎn)品檢測技術(shù).

橡膠元件大量應(yīng)用于轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)，站在應(yīng)用功能和分布位置的角度，橡膠元件的主要分布位置包括一系懸掛、二系懸掛、牽引拉桿懸掛以及牽引拉桿系統(tǒng)等（見圖1）.一系懸掛系統(tǒng)配置的彈性元件包括轉(zhuǎn)臂節(jié)點、軸箱拉桿、錐形橡膠彈簧、V形橡膠彈簧和橡膠減振墊和垂向止擋等；二系懸掛配置的彈性元件主要包括空氣彈簧、橡膠旁承和橫向止擋等；牽引拉桿系統(tǒng)上配置的彈性元件主要包括牽引拉桿總成、中心銷節(jié)點及牽引橡膠墊等.

1橡膠元件研發(fā)領(lǐng)域中的仿真技術(shù)

1.1橡膠元件硫化成型仿真技術(shù)

橡膠元件在硫化過程中，往往容易出現(xiàn)粘合不牢、鼓泡、硫痕以及缺膠等不正常的硫化缺陷，而且有些硫化缺陷需要在硫化完成后通過破壞性試驗才能發(fā)現(xiàn).通常解決這類硫化問題需要經(jīng)過多次的試模和破壞性試驗，費時、費工且具有大的被動性和隱蔽性；橡膠硫化仿真方法通過建模的方式，從理論上再現(xiàn)橡膠元件整體的硫化全過程，從而對產(chǎn)品特定的硫化模具以及硫化工藝條件下形成的膠料填充狀態(tài)、硫化成熟度和收縮變形等硫化現(xiàn)象進(jìn)行判斷，從而設(shè)計出適合產(chǎn)品硫化所需的硫化模具和硫化工藝（見圖2）.目前，橡膠硫化課題的研究逐步從試驗課題向仿真計算課題的方向發(fā)展.[2]

圖 1橡膠減振元件在轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)上的配置和應(yīng)用

圖 2橡膠元件硫化仿真技術(shù)

1.2橡膠元件產(chǎn)品設(shè)計仿真技術(shù)

根據(jù)承載特性，通常將典型的橡膠結(jié)構(gòu)劃分為堆類結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)、剪切結(jié)構(gòu)和止擋結(jié)構(gòu)等4大類.通過最近10年的持續(xù)技術(shù)探討，尤其從2008年開始，在橡膠有限元技術(shù)方面，國內(nèi)公司與國外橡膠領(lǐng)域的先進(jìn)單位逐步進(jìn)行系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性的技術(shù)合作，分析結(jié)果與試驗間的吻合程度逐步提高（見圖3），并進(jìn)一步促進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)的首發(fā)命中率.[3]軌道交通、風(fēng)電減振和輪船領(lǐng)域等對工作環(huán)境的舒適性和可靠性提出越來越高的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析層級也相應(yīng)地獲得延伸.在產(chǎn)品設(shè)計階段可能需要同時涉及4個分析領(lǐng)域（見圖4）：（1）以強(qiáng)度評估為目的的線性應(yīng)力、非線性剛度分析及仿真計算；（2）以確保產(chǎn)品穩(wěn)定性及可靠性為目的的極限失穩(wěn)設(shè)計和模擬；（3）以實現(xiàn)最優(yōu)結(jié)構(gòu)為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)；（4）以確保產(chǎn)品使用壽命為目標(biāo)的疲勞設(shè)計及疲勞預(yù)估分析.正是這些仿真技術(shù)的工程化應(yīng)用，大力促進(jìn)橡膠元件設(shè)計技術(shù)的豐富和發(fā)展.

圖 3典型橡膠元件的仿真分析成果

圖 4產(chǎn)品設(shè)計需要涉及的4個仿真領(lǐng)域

2橡膠減振元件可靠性體系中的仿真技術(shù)在橡膠彈性元件開發(fā)過程中，需要進(jìn)行可靠性分析和驗證.設(shè)計可靠性技術(shù)包括以功能性失效為特征的測試及分析可靠性技術(shù)和以破壞性失效為特征的測試及分析可靠性技術(shù).[4]

2.1仿真及測試可靠性技術(shù)

以功能性失效為特征的測試及可靠性分析技術(shù)主要包括：（1）以評估松弛及蠕變特性的產(chǎn)品蠕變特性試驗和分析技術(shù)；（2）以評估產(chǎn)品在使用過程中剛度變化程度為特征的剛度穩(wěn)定性試驗和分析技術(shù)；（3）以評估產(chǎn)品在極限載荷作用下偶然出現(xiàn)的失穩(wěn)等非正常失效特征的承載穩(wěn)定性試驗和分析模擬技術(shù).以功能性失效為特征的設(shè)計可靠性技術(shù)見圖5.

圖 5以功能性失效為特征的設(shè)計可靠性技術(shù)

在研發(fā)過程中，還必須對橡膠彈性元件產(chǎn)品以破壞性失效為特性的失效形式進(jìn)行評估和分析.對于減振元件，目前，以破壞性為特征的可靠性試驗和分析主要包括：（1）以評估產(chǎn)品在疲勞載荷作用下的疲勞失效問題及分析技術(shù)；（2）以評估產(chǎn)品在極限載荷作用下的極限失效試驗和分析技術(shù)；（3）以評估橡膠與金屬骨架間的黏結(jié)失效試驗和分析技術(shù).通過這些分析和試驗，確保產(chǎn)品的可靠性得到有效保證.以破壞性失效為特征的設(shè)計可靠性技術(shù)見圖6.

2.2測試及仿真可靠性技術(shù)向變溫和系統(tǒng)層級發(fā)展經(jīng)過20余年的技術(shù)積累，橡膠彈性元件產(chǎn)品的技術(shù)可靠性已經(jīng)在3個方面實現(xiàn)跨越：（1）剛度性能分析與測試方面，剛度分析與測試已從單向靜態(tài)剛度、單向動態(tài)剛度，跨越實現(xiàn)到6自由度多向剛度性能分析與測試，甚至具備高頻測試能力.（2）在疲勞分析與測試方面，從單載荷疲勞分析與測試發(fā)展到6自由度疲勞分析與測試，并已擴(kuò)展到系統(tǒng)級疲勞試驗?zāi)芰?（3）在測試環(huán)境方面，試驗環(huán)境由常溫、室內(nèi)環(huán)境發(fā)展到根據(jù)產(chǎn)品實際情況自動調(diào)節(jié)實驗溫度，并伴有煙霧等更逼真的測試環(huán)境.基于變溫及系統(tǒng)層級的設(shè)計及分析可靠性見圖7.

圖 6以破壞性失效為特征的設(shè)計可靠性技術(shù)

圖 7基于變溫及系統(tǒng)層級的設(shè)計及分析可靠性

3橡膠元件未來發(fā)展趨勢

3.1橡膠元件向長壽命、舒適性方向發(fā)展

隨著人們生活水平的不斷提高，軌道交通特別是客運專線，為滿足乘坐的舒適性要求，裝置大量的橡膠減振元件.其結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化設(shè)計在確?？煽啃缘幕A(chǔ)上，將主要方向的剛度均設(shè)計得盡可能低，這已成為橡膠元件設(shè)計的一大發(fā)展方向.相應(yīng)地，站在舒適性的角度，橡膠產(chǎn)品向低自振頻率方向發(fā)展，將成為今后橡膠元件發(fā)展的趨勢之一，見圖8.隨著橡膠硫化成型工藝、橡膠配方技術(shù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的不斷進(jìn)步，橡膠產(chǎn)品所具備的使用壽命越來越長.軌道車輛上的主要橡膠元件，其使用壽命已能達(dá)到10 a；軌道線路上的橡膠產(chǎn)品，其使用壽命可望實現(xiàn)30 a及以上的目標(biāo)；橋梁橡膠支座上的橡膠元件，其設(shè)計壽命更是高達(dá)50～70 a.因此，橡膠產(chǎn)品的長壽命設(shè)計將是橡膠產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的一大趨勢和追求目標(biāo).

圖 8橡膠元件向長壽命、低頻方向發(fā)展

3.2橡膠減振元件向輕量化、精細(xì)化方向發(fā)展

隨著新材料技術(shù)的不斷發(fā)展，橡膠元件向輕量化方向發(fā)展已成為可能.技術(shù)上一直在研發(fā)密度遠(yuǎn)低于鋼材的金屬材料用于代替鋼材；同時，新型高強(qiáng)度塑料也已開始使用，更高強(qiáng)度、更低密度的新型材料也在研制過程中.隨著材料技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，高強(qiáng)度、低密度的新型材料一旦獲得突破，通過選用新型骨架材料的橡膠減振元件，在輕量化方面必將有更多的突破和發(fā)展.彈性元件的輕量化見圖9.圖 9彈性元件的輕量化

另外，精細(xì)化設(shè)計也將成為未來橡膠減振元件研發(fā)技術(shù)的一大趨勢.橡膠減振元件的精細(xì)化，主要指設(shè)計、加工控制得更加精細(xì)以及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計得更加精細(xì)化.隨著結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展成熟，在產(chǎn)品設(shè)計上以拓?fù)浼夹g(shù)和形狀優(yōu)化技術(shù)為核心的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，可以安全地優(yōu)化低應(yīng)力區(qū)域的材料，從而達(dá)到輕量化、精細(xì)化的目的.

3.3橡膠減振元件向功能化、智能化方向發(fā)展

從結(jié)構(gòu)角度講，橡膠減振元件的功能化、智能化，指在一些非常重要的特殊的橡膠減振元件上，內(nèi)置能自動監(jiān)控橡膠元件在承載過程中的計算機(jī)芯片，通過計算機(jī)芯片自動處理載荷信息，從而提高產(chǎn)品的減、隔振性能.因此，研制高功能化、智能化的橡膠減振元件，是發(fā)展橡膠元件優(yōu)良減、隔振技術(shù)的一大技術(shù)方向.這些新型功能的實現(xiàn)，同樣需要利用更為成熟的仿真技術(shù).

4結(jié)論

（1）彈性元件仿真技術(shù)主要包含產(chǎn)品硫化成型仿真技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計仿真技術(shù)和產(chǎn)品材料數(shù)據(jù)庫技術(shù)等.

（2）設(shè)計可靠性仿真技術(shù)主要包含功能性和破壞性仿真技術(shù)，變溫和系統(tǒng)層級仿真技術(shù)2大部分.

（3）橡膠減振元件將向?qū)崿F(xiàn)舒適性、輕量化和功能化方向發(fā)展，而這些功能的實現(xiàn)，需要利用更為成熟的仿真技術(shù).

參考文獻(xiàn)：

[1]卜繼玲， 黃友劍. 軌道車輛橡膠彈性元件設(shè)計計算方法[M]. 北京： 中國鐵道出版社， 2010： 42105.

[2]黃友劍， 張亞新. 基于橡膠硫化預(yù)測的橡膠材料數(shù)據(jù)庫[R]. 株洲： 株洲時代新材料科技股份有限公司， 2008： 32102.

第8篇：化工仿真技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】節(jié)能降耗 仿真技術(shù)

中圖分類號：G6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-8809（2010）12-0123-01

傳統(tǒng)的技校實習(xí)模式，要求學(xué)校提供充足的資金來保障實習(xí)工位和材料消耗，但實習(xí)消耗過大，一直是困擾學(xué)校實習(xí)教學(xué)的因素之一，為此，許多技校想出了多種辦法來降低實習(xí)消耗，比如高消耗性實習(xí)課題不開或盡量少開、或者減少學(xué)生實習(xí)時間和實習(xí)工位，或者在材料的重復(fù)利用上做文章，或者盡可能把學(xué)生實習(xí)內(nèi)容與某個企業(yè)生產(chǎn)結(jié)合在一起，這些方法都益弊相兼。近年來，隨著仿真技術(shù)的日益提高和計算機(jī)在技校教學(xué)的普及，把仿真技術(shù)引入技校實習(xí)教學(xué)，不但可以進(jìn)一步提高和完善實習(xí)教學(xué)，而且做為節(jié)能降耗的另一種新手段已成為可能。

一、仿真技術(shù)應(yīng)用于技校實習(xí)教學(xué)的可行性

仿真，即逼真模仿研究對象。仿真可以分為物理仿真和計算機(jī)仿真兩大類。物理仿真的優(yōu)點是直接、形象、易信，但模型受限、易破壞、難以重用。而計算機(jī)仿真是將研究對象進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，建模編程，且在計算機(jī)中運行實現(xiàn)。它不怕破壞、易修改、可重用。其實，仿真很早就應(yīng)用于科研和諸多領(lǐng)域包括技校實習(xí)教學(xué)在內(nèi)。作為技校實習(xí)教學(xué)，一些常設(shè)專業(yè)，如電工、數(shù)控、汽駕、服裝、化工等，在常規(guī)實習(xí)開設(shè)的同時，完全可以逐步引入仿真實習(xí)訓(xùn)練。

二、仿真實習(xí)的優(yōu)點

仿真技術(shù)應(yīng)用于技校實習(xí)教學(xué)，至少在以下幾個方面擁有明顯的優(yōu)點：

1、形象性：

仿真實習(xí)能創(chuàng)造一個與實際近乎相同的特性環(huán)境。如南京數(shù)控仿真研究所研制的三維機(jī)床仿真軟件，仿真操作面板與機(jī)床實際操作面板可以完全吻合，仿真操作與實際機(jī)床操作在面板控制部分近乎完全一致，通過軟件，學(xué)生可以從任意角度觀察數(shù)控機(jī)床加工過程，加工的毛坯變?yōu)槌善返倪^程歷歷在目，仿真過程形象生動。再如化學(xué)仿真，仿真過程對化學(xué)變化前后物質(zhì)的形態(tài)、顏色、溫度的改變都可以模擬得非常逼真。

2、交互性

仿真實習(xí)不同于電化教學(xué)，因為電化教學(xué)學(xué)生是被動式、單向式，雖然直觀但不具備交互性。仿真實習(xí)過程中，學(xué)生與實習(xí)對象能進(jìn)行交互，可以大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生參與仿真，建立起使人感到身臨其境的“交互式虛擬現(xiàn)實世界”。

3、全面性

仿真實習(xí)軟件可充分考慮實際環(huán)境中的各種因素，避免由于特定條件而導(dǎo)致的操作結(jié)果的單一取向。如電氣仿真，可對過壓、欠壓、過載、短路、缺相、電路調(diào)節(jié)進(jìn)行多因素全面仿真。

4、安全性

仿真實習(xí)不會對操作對象如儀表、元件、工件、刀具等造成實質(zhì)性損害，更不會因操作失誤對學(xué)生造成人身危害。如數(shù)控機(jī)床仿真，不會因為學(xué)生操作失誤，造成設(shè)備本身損壞，如撞刀、毛壞報廢等；而且，仿真中的聲、光、文字警報，完全可以對學(xué)生操作錯誤進(jìn)行提醒和糾正。

5、全天候性

仿真實習(xí)不受天氣、氣候制約。無論刮風(fēng)下雨都可進(jìn)行，仿真實習(xí)具有全天候性。

6、節(jié)約性

技校引入仿真實習(xí)，最根本的好處是對原材料、工卡量具、儀表設(shè)備的節(jié)約。如電工機(jī)床電氣模擬配盤實習(xí)，一次實習(xí)課下來，學(xué)生不但要消耗導(dǎo)線、鏍釘、而且可能損壞接觸器、繼電器等，同時由于接線錯誤，還可能引起短路等嚴(yán)重事故。而仿真配盤實習(xí)其操作過程可以完全脫離導(dǎo)線消耗；避免設(shè)備和元件損壞，即使短路也不會造成實際電器損壞。再如數(shù)控仿真，虛擬毛壞替代實際材料，虛擬冷卻液替代實際冷卻液，極大降低實習(xí)消耗。

7、高效性

仿真實習(xí)可縮短材料、儀器或工卡量具的準(zhǔn)備過程，實習(xí)完成后，也節(jié)省了回收時間。在仿真實習(xí)過程中，學(xué)生可以輕松對實習(xí)過程初始化，對未能完成的實習(xí)進(jìn)行狀態(tài)存貯，對已完成的實習(xí)進(jìn)行調(diào)入回顧，極大提高了實習(xí)效率。

三、技校實習(xí)如何引入仿真實習(xí)

技校引入仿真實習(xí)特別是計算機(jī)仿真應(yīng)具備兩個條件：一是選擇合適的仿真軟件，二是配備一定數(shù)量的微機(jī)。其實幾乎技工學(xué)校所有工種專業(yè)都可以引入仿真實習(xí)。但各工種適用仿真實習(xí)的程度目前還不同，這主要制約于各工種的技能特點和仿真軟件的發(fā)展?fàn)顩r。比如，技校電工專業(yè)可以引入電工基礎(chǔ)實驗仿真、電氣元件性能仿真、電子線路測量仿真、PLC控制仿真、高壓值班運行仿真、機(jī)床電氣故障排除仿真、單片機(jī)仿真等等。

四、引入仿真實習(xí)后的注意事項

仿真實習(xí)，做為一種新的教學(xué)模式，可給實習(xí)教學(xué)帶來許多變改和效益，但必須指出的是，仿真實習(xí)畢竟不是真正的實際對象的操作，本身有不可替代的局限性。必須注意，采用仿真實習(xí)后，可縮短但決不能完全拋開真實的實習(xí)過程。這表現(xiàn)在以下幾個方面：一是無論采用物理仿真還是計算機(jī)仿真，其原理只是逼近，而不是等同于客觀過程；二是由于仿真軟件的在技工教學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展還處于起步階段,仿真水平還有待進(jìn)一步提高。三是部分工種專業(yè)仿真難度大，仿真過程難以達(dá)到實習(xí)訓(xùn)練要求。所以，技校引入仿真實習(xí)，應(yīng)做為節(jié)能降耗的手段，在一定工種范圍內(nèi)進(jìn)行。無論哪個工種專業(yè)采用仿真輔助實習(xí)，都要給學(xué)生安排必須的實際操作實習(xí)，一方面讓學(xué)生掌握實際操作，另一方面也是對仿真實習(xí)的檢驗和提高。同時，仿真實習(xí)對學(xué)生所生成的安全觀念淡簿的影響，只有通過實際操作才能加以糾正。

五、技校仿真實習(xí)軟件目前現(xiàn)狀

第9篇：化工仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 金屬切削加工 有限元 Deform 教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.01.028

Thinking and Practice of Process Simulation

Technology in Undergraduate Teaching

LIU Yu， BIE Hainan

Abstract With the development and application of computer technology， process simulation technology more and more industry attention. This paper studies the machining process simulation technology in the demonstration of metal cutting process aimed at strengthening students for metal cutting machining process understanding in this way， while allowing students to understand the machining process simulation technology in the actual process， inspire students enthusiasm for learning， learning on the basis of a good theory to learn the application process simulation technology to analyze and create a positive atmosphere in the classroom teaching to achieve the desired effect.

Key words metal cutting; FEM; Deform; teaching reform

0 引言

金屬切削加工技術(shù)仍然是機(jī)械制造行業(yè)的主要加工方法。它通過刀具和工件的相互作用去除工件表面的多余材料，以獲得理想的加工形狀、加工精度和表面質(zhì)量的工件。因此，金屬切削加工技術(shù)在本科生的教學(xué)工作中占有重要的地位，機(jī)械類本科生都開設(shè)有關(guān)于數(shù)控機(jī)床、機(jī)械加工制造技術(shù)等相關(guān)課程。隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的數(shù)控仿真軟件的出現(xiàn)使本科生在數(shù)控機(jī)床操作水平上有了很大的提升，但是對金屬切削過程中涉及的理論并沒有很大改觀?，F(xiàn)在許多專家學(xué)者都對金屬切削過程進(jìn)行了研究，但是由于切削過程的復(fù)雜性，還沒有統(tǒng)一的理論來解釋加工過程中的各種物理現(xiàn)象，這對本科生對加工過程的理解造成了一定的困難。而加工過程仿真技術(shù)的出現(xiàn)為這一問題帶來了轉(zhuǎn)機(jī)，本文主要研究加工過程仿真技術(shù)在演示切削加工過程方面對于本科生教學(xué)工作的幫助。

1 有限元仿真技術(shù)

有限單元法（Finite Element Method， FEM）是一種以計算機(jī)為手段，通過離散化將研究對象變換成一個與原結(jié)構(gòu)近似的數(shù)學(xué)模型，再經(jīng)過一系列規(guī)范化的步驟以求解應(yīng)力，應(yīng)變和位移等參數(shù)的數(shù)值計算方法。它是一種通用的近似計算方法，也是解決工程實際問題的強(qiáng)有力的數(shù)值計算工具。目前，有限元法在航空，航天，機(jī)械，汽車，鐵路，船舶，交通，建筑，電子，地質(zhì)礦產(chǎn)，水利水電，石油化工，生物醫(yī)學(xué)以及科學(xué)研究領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，并越來越受到業(yè)界的高度重視。

現(xiàn)在較為流行的有限元分析軟件有ANSYS、ABAQUS、Deform和AdvantEdge等，這些軟件對研究金屬切削過程中的溫度、切屑形狀、刀具應(yīng)力等提供了良好的前后處理和求解環(huán)境。各個有限元軟在單元、建模、材料模型和自適應(yīng)網(wǎng)格能力等方面具有各自的特點和優(yōu)勢。因此為了有效地模擬切削過程中所關(guān)心的方面和問題，需要綜合考慮分析問題的難易程度和仿真結(jié)果表現(xiàn)形式等多方面的因素，合理地選擇有限元分析軟件。

2 加工仿真實驗平臺建設(shè)

2.1 系統(tǒng)組成

該實驗平臺由一臺小型車床和自組的小型銑床以及裝有Deform軟件的微機(jī)組成。車床和銑床的作用在于演示車刀和銑刀與工件作用的物理過程，觀察特定加工條件下的切屑和工件表面狀態(tài)，同時也是有限元的仿真數(shù)據(jù)（如刀具尺寸，切深、背吃刀量等）的來源，仿真結(jié)果實際上相當(dāng)于對實際物理過程的一個“慢放”，讓學(xué)生能夠仔細(xì)觀察刀具去除多余材料的過程，明白其作用機(jī)理。

Deform軟件是SFTC公司生產(chǎn)的一款商業(yè)有限元軟件，它專注于金屬成型和加工工藝過程的仿真，可以實現(xiàn)車、銑、鉆、鍛壓等多種加工形式的仿真，同時也可以對材料的正火、退火、淬火等工藝流程進(jìn)行仿真分析。它的優(yōu)點如下：

（1）界面交互性好，與其他有限元軟件相比，Deform軟件為用戶考慮，在一個界面就可以定義好所有需要參數(shù)，設(shè)置參數(shù)的位置清楚明了。

（2）操作性好。Deform軟件包含了大量的材料庫，材料數(shù)據(jù)不必再自己去尋找，而且設(shè)定網(wǎng)格數(shù)量后可以自動劃分網(wǎng)格，在運行過程中出現(xiàn)大的變形量（如切屑去除過程）時可自動的進(jìn)行網(wǎng)格的重劃分，不需要人工干預(yù)。相比于其他的有限元軟件，Deform在前處理過程中可以自動定義物體的邊界條件，需要設(shè)定的參數(shù)量很少。

（3）后處理功能豐富。具有點跡示蹤、變形、云圖、矢量圖、力―行程曲線等多種功能，而且具有2D的切片功能，可以顯示工件或者刀具的剖面結(jié)果。

因此選擇Deform作為有限元分析軟件，但是必須提前用CAD軟件繪制好刀具和工件的三維模型，然后導(dǎo)入Deform進(jìn)行分析。（如圖1所示）

（a） （b）

圖1 Deform仿真示意圖（a為銑削，b為車削）

2.2 試驗臺在教學(xué)中的作用

本科生課程中的金屬加工常常以車削為例，講解前刀面、后刀面以及各個傾角對加工過程的影響，這些知識理論性太強(qiáng)，學(xué)生看到這些內(nèi)容并不能與真正的加工過程聯(lián)系起來，因此對這一部分的知識總是抱著死記硬背的態(tài)度，并沒有認(rèn)真對待。而有的學(xué)校有條件帶學(xué)生參觀真正的加工過程，但是由于機(jī)床轉(zhuǎn)速過高，加工過程很快就完成了，人肉眼無法觀察清楚整個過程，人靠近觀察還有可能產(chǎn)生一定的危險，而且耗費加工材料和刀具，針對上述情況，有限元仿真是一個較好解決該問題的方法。

有限元仿真是對實際過程的近似，只要輸入正確的模擬參數(shù)，其結(jié)果與實際過程極為接近。該實驗平臺將仿真過程與實際加工過程相結(jié)合，由老師選定加工工況，通過有限元仿真的結(jié)果演示，讓學(xué)生明白加工過程是如何運作的，然后再用實際加工過程作對比，達(dá)到驗證的目的。

2.3 實驗平臺建設(shè)實踐

2.3.1 實驗手冊的編寫

由于金屬加工過程涉及到很多的影響因素，而且仿真計算過程花費時間過長，授課老師并不能在短短的課堂上一一呈現(xiàn)，因此將仿真的過程建立成為實驗手冊，分別對不同的影響因素進(jìn)行仿真，由老師演示一部分，另外的部分由學(xué)生自行根據(jù)手冊進(jìn)行仿真學(xué)習(xí)，在熟悉有限元軟件的過程中了解有限元解決實際問題的過程。

2.3.2 助教的設(shè)立

由于有限元仿真軟件需要一定時間的學(xué)習(xí)，授課老師可能沒有時間，或者與該研究方向不相符，因此需要設(shè)立助教進(jìn)行有限元軟件的操作及課堂演示視頻的制作。助教可以由研究金屬加工有限元仿真方向的研究生或者由授課老師設(shè)立專人來擔(dān)任。助教首先要熟悉有限元軟件的操作過程，然后與授課老師進(jìn)行溝通，針對本科教學(xué)的授課目的，選擇具有代表性的工況進(jìn)行有限元仿真，并將結(jié)果做成演示視頻等易于在課堂展示的方式。對于操作過程中遇到的問題要做到心中有數(shù)，同時做好與同學(xué)的交流工作，能夠積極回答學(xué)生的疑問。

3 加工仿真技術(shù)本科生教學(xué)實踐的思考

加工過程仿真技術(shù)是對本科生在金屬切削加工教學(xué)方面的一個說明和補(bǔ)充，可以生動形象地說明金屬切削過程中刀具和工件相互作用的過程和機(jī)理，改變以往公式加配圖的教學(xué)方式，使整個課本“動”起來，更能激發(fā)出學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，同時提升學(xué)生對加工過程仿真技術(shù)的應(yīng)用，確立學(xué)生以加工過程仿真技術(shù)輔助學(xué)習(xí)的方法。由于實驗平臺建設(shè)時間較短，在整個實踐過程中仍有許多值得我們思考的地方。

3.1 應(yīng)用擴(kuò)展

（1）有限元仿真技術(shù)對于本科生來說是一個演示說明的過程，但是對于研究生來說是進(jìn)行研究的一個必不可少的手段。但是研究生有需求時常獨立進(jìn)行摸索學(xué)習(xí)，效率低而且耗費時間，許多疑問也得不到解答。因此對于研究金屬加工過程的研究生來說，也可以組織起來進(jìn)行有限元仿真軟件的操作教學(xué)，幫助他們快速熟悉掌握該軟件，盡快進(jìn)入研究工作。

（2）通過blackboard平臺建立與學(xué)生交流的通道，可以在平臺上放置一些仿真過程的演示視頻，幫助學(xué)生進(jìn)行實驗的學(xué)習(xí)，同時在平臺上建立與學(xué)生交流的通道，學(xué)生在使用仿真軟件過程中遇到的問題或者在學(xué)習(xí)上遇到的問題都可以與助教進(jìn)行溝通，對于學(xué)生的要求，助教進(jìn)行匯總后與授課老師合作，改進(jìn)課程教學(xué)計劃，使教學(xué)過程更進(jìn)一步。

3.2 下一步的工作

有限元方法的優(yōu)點是對過程的離散化，可將每一步清晰的表現(xiàn)出來，但是這也注定了有限元的求解過程比較緩慢，并不適合當(dāng)場演示操作過程，只能對仿真的結(jié)果進(jìn)行加工制作，制作成視頻等這些易于演示的方式，導(dǎo)致效率低下，不能對金屬切削加工的所有情況進(jìn)行演示。針對這種情況可以發(fā)動本科學(xué)生中對有限元仿真比較感興趣的學(xué)生，或者實驗做得比較好的學(xué)生做一些特定條件下的加工仿真操作，吸收到教學(xué)演示過程中，可安排這些學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)章節(jié)的講解等教學(xué)工作。

Deform是一款功能強(qiáng)大的軟件，觀察仿真結(jié)果時還伴隨著很多的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)并沒有在教學(xué)工作中得到很好地利用，比如切削溫度分布圖、應(yīng)力應(yīng)變分布圖、速度分布圖等，這些都應(yīng)該加以合理的應(yīng)用，融入到教學(xué)工作中來。

4 結(jié)束語

加工仿真技術(shù)是以有限元仿真技術(shù)為核心，以提升學(xué)生對金屬切削加工過程的理解為目的而建立起來的，并與本科的教學(xué)工作相互補(bǔ)充，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上對加工過程有一個清晰的認(rèn)識，并提升學(xué)生對于有限元分析方法的認(rèn)識，增強(qiáng)學(xué)生用有限元方法解決問題的能力。該課程改革仍處在探索研究階段，可以根據(jù)課程需要和教學(xué)目的的不同進(jìn)行調(diào)整，在本科生教學(xué)工作中必將發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 王曉軍.航空航天結(jié)構(gòu)中有限元方法理論與實踐的教學(xué)銜接.科教導(dǎo)刊，2012.

[2] 李偉民.deform5.03金屬成形有限元分析實例指導(dǎo)教程.機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3] 徐看.金屬切削過程有限元仿真技術(shù)研究.工具技術(shù)，2013.