基于CAD/CAE技术的车辆工程专业毕业设计质量优化

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)云南农业大学工程技术学院 作者:张毅杰

  针对目前云南农业大学工程技术学院车辆工程专业毕业设计中存在的设计质量问题,论述了在毕业设计中引入CAD/CAE 技术的必要性和紧迫性。以所指导的毕业设计为案例,阐述了采用CAD/CAE 技术提高毕业设计质量的五个重要方面,提出了进一步提高CAD/CAE 技术在毕业设计中应用效果的四点建议。通过这种教学实践增强了学生的设计能力,培养了学生的现代工程素质,实现了毕业设计的质量优化。

  毕业设计是本科培养目标的一项重要的综合性实践教学环节,它不仅是学生运用大学期间所学知识和技能去发现问题、分析问题和解决问题,培养实践和创新能力的重要途径,也是学生初次对科学研究与工程设计的有益尝试。因此,如何有效地进行毕业设计的教学改革与实践,从而提高和优化毕业设计质量,是各高校工作者一直在思考和探索的问题。本文就云南农业大学工程技术学院车辆工程专业毕业设计存在的问题,探索和实践了在毕业设计整个过程中如何有效地导入CAD/CAE 技术,从而使学生一方面将所学专业基础知识融会贯通至最大化,另一方面突破传统设计思想的束缚,建立起先进的现代设计思想理念,实现了毕业设计质量优化。

一、毕业设计存在的问题及学习与应用CAD/CAE 技术现状分析

  ( 一) 毕业设计存在的问题

  1、毕业设计的技术路线导致学生创新空间不足

  纵观工程技术学院车辆工程专业近几年的毕业设计题目,可以看出,涉及设计类的题目大多以传统的设计方法为基础,即首先构思总体设计方案,然后将大脑中的三维实体通过二维工程图表达出来,最后进行传统的工艺设计和理论校核。传统的设计过程能使学生将大学期间所学的基础课和专业课较完整地贯通,较好地体现了理论知识与实际应用的关联,使所学知识深化并提高。但一方面由于学科要求的差异,车辆专业的学生在机械设计能力上相对较弱,另一方面,这种传统的技术路线过程繁琐复杂,学生投入的大量时间和精力过多地集中在三维到二维、二维到三维的信息转换以及复杂的理论计算中,留给学生的创新空间明显不足。

  2、毕业设计中对学生工程意识的培养体现不足

  工程意识是优秀工程师特有的反映工程现实的高级形式。用工程观点看待工程设计是工科学生必须具备的基本理念,但由于近几年学院接触到的企业生产项目较少,大多数教师的毕业设计选题偏向理论研究或传统设计,导致学生片面地认为设计要么是成篇理论的摘抄,要么是繁琐公式的计算与大量图表的查阅,而面向工程问题的毕业设计教学开展明显不足。如何在现有条件下,最大化地培养学生的工程意识是我们面临的一大难题。

  3、毕业设计中对学生的理论与实践结合意识的培养力度不足

  学生在经历四年的理论课学习后,迫切需要通过实践来体现学以致用。然而,一方面选题的局限无法更好地将理论与实践关联,另一方面,

  传统设计手段的单一枯燥也难以调动学生的积极性,使毕业设计质量难以提高。如何在毕业设计中提升理论与实践结合的培养力度并有效地引入现代设计手段来提高与优化设计质量,是目前我们要突破的瓶颈。

五、进一步提高CAD/CAE 技术在毕业设计中应用效果的建议

  第一,目前工程技术学院车辆工程专业还未开设任何三维设计软件课程,建议在大三开设一门中端三维设计软件例如SolidWorks 作为专业必修课,在大四上学期可开设高端三维设计软件例如UG 作为选修课,为大四下学期有兴趣选择三维设计的学生提供技术准备。

  第二,将CAD/CAE 技术融入专业模块教学中,例如: 在大一可以将CAD 三维建模知识融入到《机械制图》教学中,将CAE 有限元分析融入到《材料力学》强度理论部分的教学中; 在大三《机械原理》、《机械设计》课程中应用CAD技术解决零部件三维造型,应用CAE 技术解决零部件强度校核问题以及常见机构运动分析和力的分析。

  第三,工程技术学院目前实习工厂已有数控车床和数控铣床,为进一步实现设计、分析与制造的衔接,使学生能加工出自己所设计的产品,从而更加激发设计热情,建议结合工厂实际增加生产实践类毕业设计课题的选择,实现CAD/CAE /CAM 一体化,使学生感觉与企业距离更近,更有利于培养企业欢迎的新型人才。

  第四,工程技术学院相关教师应迅速提升一系列三维设计软件的应用能力,有条件学院可组织教师集中培训并建立相应的培训机构,全面提升三维设计能力。另外建议学院可以将是否采用CAD/CAE 等现代先进技术作为一项重要评价指标纳入到车辆工程专业相关课程设计和毕业设计的质量评价体系中。

  CAD/CAE 技术已逐步成为工厂企业现代产品设计的主流技术,必须树立新的教育质量观念,优化毕业设计内容和设计手段,提高毕业设计的技术含量和设计质量。随着对CAD/CAE 技术认识上的不断深入,随着工程技术学院车辆工程专业基础课、专业基础课和课程设计等教学环节改革的展开及软硬条件的改善,CAD/CAE 技术必将对毕业设计的质量优化起到越来越大的作用,毕业生的现代工程素质和设计创新能力也将得到显著增强。

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