FluidSIM软件在液压与气动技术教学中的应用

摘要：结合装配装置实例介绍软件在液压与气动技术理实一体化教学中的应用。通过让学生在课堂上听讲或课后实际操作的方式参与到液压与气动技术回路设计和仿真的整个过程，学生学习兴趣得到激发，学习效果得到提高。

关键词：FluidSIM；液压与气动技术；理实一体化

中图分类号：G4

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.16723198.2016.17.103

《液压与气动技术》课程是机电一体化技术专业一门重要的专业课，可是其元件结构很复杂，液压系统的分析过程难理解，如何使学生对静止和抽象的内容掌握与理解，这是《液压与气动技术》教学中难题。我们以前采用粉笔进行教学，现在计算机技术也应用到教学中，后来我们又使用课件、图片和视频等方式来讲解元件和回路的具体工作过程。这些教学方式已经很好的提高了学生的学习兴趣和效果，可是课件的制作都是我们课前已经做好的，上课时学生只是被动的去接受，我们可不可以找到更主动更直接的教学方法，学生和我们一起设计所讲的液压或者电气回路并仿真？可以用FluidSIM软件进行电气液压回路的搭建与仿真进行理实一体化教学，这样不仅能把学生学习兴趣激发出来，也能将学习效果得到提高。

1FluidSIM软件

FluidSIM软件是用于液压技术、气动技术及电气液压、电气气动的教学软件，FluidSIM-P和FluidSIM-H是该软件的两个组成部分，而H是用于液压回路的设计、仿真及排障，P是用于气动回路。

这个软件它在可以用于液压回路、气压回路的设计，同时也可以搭建相应的PLC电气控制回路。这样在以后的液压回路、气动回路及PLC控制回路的教学中，我们和学生一起利用软件进行设计电气与液压或者电气与气动回路并仿真，这样可以让学生对其回路的认识和实际工作过程分析应用能力提高。此软件界面直观，进行拖拉元件库中的图标进行搭建设计，元件参数可自行设置。

2软件在液压与气动技术课程“理实一体化”教学中的应用

2.1设计搭建并仿真液压回路

液压和气压绘图界面基本一致，操作相同，以装配装置液压电气系统为例来介绍，如图1所示，装配装置液压系统创建。

该软件的界面清楚直观，左边是元件库，右边是设计区域，老师和学生用鼠标左键从元件库选择需要的元件拖拉至绘图区进行搭建设计回路。

若想知道1A缸和0V阀的工作状态，可以鼠标左键点击工具栏的按钮仿真进行仿真分析，若1V1换向阀在左位时，如图2所示，装配装置液压回路油路工作动态。其中高压油为深褐色油管，低压油为绿色油管，若1V1换向阀的左位通时，油液压力大于0V阀的调定压力5MPa时，其0V阀打开，油液经1V1阀的左位流入缸1A的左腔，推动缸1A的活塞杆向右运动，右腔回油经1V3的单向阀，油液过1V2的液控单向阀反向通，再经过1V1阀的左位回油箱，其液压缸的运动速度为0.08，泵出口压力表读数2.3MPa，1A缸前压力表读数2.14MPa。若要观察任何工作过程时，可以按暂停仿真按钮，查看液压元件的目前钐及参数，采用鼠标右键点击元件符号，在菜单中选“属性”命令，就会出现液压元件目前的工作压力及流量数值，如图3。

通过对其装配装置液压系统的工作过程仿真及主要液压元件的实时分析，我们清晰的液压元件在装配装置系统中各个工作阶段的状况，使学生对液压元件和装配装置液压系统的动态工作过程得到充分理解和掌握。

2.2软件中液压基本知识补充

以三位四通O型中位换向阀为例，介绍该软件带有液压与气动元件的原理图片，如图4；实物插图，如图5；符号说明，如图6；应用教学短片如图7。这些功能让老师和同学们在液压回路搭建设计下，进一步掌握学习液压元件的工作原理、过程及应用。

2.3搭建设计并仿真PLC控制电路

该软件具有PLC电控元件，如：正负电源（24V）、常开开关、常闭开关、继电器、常开触点、常闭触点等，可以自行搭建和设计与液压回路相应的PLC控制电路，当然也可以液压电气回路同时仿真。我们搭建设计了装配装置液压回路配套的PLC控制电路，图8所示为其仿真状态。若PLC控制电路不符合电气原理要求，此软件会提示，仿真将中断。

我们在给机电一体化技术专业学生讲课时，搭建设计PLC控制电路前也可以给学生复习一下PLC控制的基本知识，也可以让学生自己在课堂上或者课后进行自行搭建设计PLC控制电路及液压回路，这样学生可以进行PLC控制与液压的知识都得到练习，当然学生机电液气综合能力会得到很好的提高。FluidSIM-P软件的功能及应用完全与H软件相似，这里不再介绍。

3结论

在2014级3个不同专业的液压与气动技术“理实一体化”的教学中，我们应用了FluidSIM软件进行辅助讲授课程。液压元件和气动元件原理分析与液压和电气回路搭建设计和动态分析时，多媒体演示学生自己搭建和设计仿真结果，这样学生学习液压与气动技术的思路得到了很大启发。经过对这几届理实一体化教学的学生学习情况的调查结果：学生基本上都认为使用该软件进行教学更生动直观，所讲授内更易接受，其学习效果更好。

参考文献

[1]左健民.液压与气动技术[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2]雷天觉.新型液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社，1998.

[3]屈圭.液压与气动技术[M].北京：机械工业出版社，2006.