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关于提高材料成型专业本科生CAE技术应用能力的措施

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-10-27 编辑:经典语录

材料成型与控制工程专业涉及材料科学,成型技术与自动控制技术的融合与交叉。要求毕业生具有材料成型和加工的基本理论和应用能力。随着计算机技术和有限元理论的发展,CAE技术在材料成型行业中的作用越来越重要。它已成为材料成型行业高级技术人员的必备技能之一。目前,山东科技大学材料成型与控制工程专业设置了模具方向,包括金属塑料成型,模具设计,塑料成型与模具设计。该方向更加注重工程实践能力的培养,对学生解决实际工程问题的能力提出了更高的要求。

从CAE在材料成型和控制工程毕业设计中的应用出发,探讨了金属塑料成型CAE和注塑成型CAE的教学和毕业设计改革。

CAE技术在我校材料成型与控制工程专业研究中的应用

模具优化设计与CAD/CAM/CAE的集成技术是模具数字化制造设计的核心技术之一,尤其是三维设计和计算机仿真分析技术。尽管该技术在中国已得到不同程度的应用,但仍处于较低水平。目前,在模具领域广泛使用的世界著名的CAE软件是MOLDFLOW,DYNAFORM,AUTOFORM,POLYFLOW和DEFORM。同时,它们也是可在山东科技大学材料成型与控制工程专业学习中使用的商业软件。

金属塑料成型过程中的载荷条件和变形过程极为复杂,传统的分析方法已证明不能满足现代工业发展的需要。随着计算机技术和有限元理论的发展,计算机数值模拟技术可以解决经验设计无法解决的问题。了解金属塑性变形的各种常数的变化,例如在金属成型过程的各个阶段填充模具的情况,材料变形的趋势,材料内部的应力和应变,塑性成型过程的设计,模具设计,以及压力机的选择。而控制成形质量具有重要的现实意义。我们学校主要使用DYNAFORM和DEFORM软件进行钣金冲压技术和批量成型的教学。在钣金成形数值模拟分析CAE技术的教学过程中,以DYNAFORM为重点介绍了汽车覆盖件拉深的数值模拟。在变形数值模拟CAE成型过程中,重点是模具锻造和挤压成型。塑料模具CAE技术主要利用高分子材料的基本理论,流变学,传热,计算力学和计算机图形学来建立塑料成型过程的数学和物理模型,构造有效的数值计算方法,并实现成型过程。动态仿真分析使您从宏观到微观,从定性到定量,从静态到动态的塑料成型过程的理解,为优化模具设计和控制产品成型过程以获得理想的最终产品提供科学依据和设计分析方法。该专业的塑料模具课程主要基于注塑成型和挤出工艺以及模具设计。注塑部分主要是MOLDFLOW软件,而挤出过程部分主要是Ployflow软件。

目前,该专业侧重于本科教学阶段CAE教学中有限元求解的基本思想,基本原理,基本步骤和基本方法,使学生在了解有限元本质的基础上学习相关的有限元软件。解决问题。通过培训,掌握了简单的工程问题解决过程和方法,为独立的应用软件分析问题奠定了基础。 3然而,从最终设计中CAE分析应用的角度来看,能够应用和解决问题的学生仍然是少数,如何在本科阶段加强CAE技术的学习,尤其是通过更实际的过程毕业设计。更好地了解CAE技术的应用已成为迫在眉睫的问题。

2增强毕业设计中CAE应用能力的措施

2.1改进教学方式,增强对CAE分析技术的学习

使用分散式上课时间的方法。对于本科生来说,锻炼CAE技术的应用能力并通过毕业设计发挥其优势与以往的课程密不可分。目前,除了有限元理论的基础知识外,材料成形与控制工程专业的CAE技术教学安排中还设有专业的CAE软件课程,但该课程的内容通常由讲师本人控制,导致出现以下现象:只有一种软件存在偏见,例如专注于研究注塑方向的老师通常只教授polyflow或modflow软件,而专注于金属塑料加工方向的老师则只能教授金属板成型和体积成型CAE分析软件。由于专业的CAE软件仅安排一个学期的课程,将导致一名学生只能学习使用一种软件,这无法达到专业领域的通识教育的目的,并且毕业生在工作场所的竞争力下降。针对这种情况,作者提出了一种专业CAE分析技术的分散教学方法,将CAE课程时间分配给各种专业课程,在专业课程和课程设计中穿插CAE软件,从应用方法到案例分析与应用。让学生在专业知识学习过程中体验先进的CAE方法,并为CAE技术在毕业设计中的应用奠定基础。

在CAE技术教学过程中,采用有限元理论和软件操作方法进行了解释。由于本科教育,对CAE技术的要求相对较低,并且课程安排受到限制。因此,有必要在相对较少的时间内解释尽可能多的知识。在实际教学中,一些教师往往只专注于软件操作,而忽略了有限元理论的解释,使学生在操作时只能依靠机械记忆,而不能与所学的理论知识相融合,不利于学习。到学生更深入的软件。一步了解。因此,在教学中,应采用有限元理论和软件操作方法进行不同的教学。教师可以建议学生阅读一些书籍和论文,并争取学生在毕业设计后独立完成类似的问题和较困难的主题。具有一定的理论自学能力和较强的软件操作能力。

2.2从课程设计之初就着重于CAE分析软件的应用

软件学习通常更容易掌握在应用程序中,特别是对于必须处理以便方便使用的固有过程,方法和技术。目前,在材料成型和控制工程的课程设计中,往往只注重使用手册和公式计算来设计模具,不强调CAE技术的应用,只是将CAE技术的应用纳入了毕业设计中。由于基本功能操作不熟悉,软件的应用失去了兴趣和耐心,很难实现CAE分析来验证设计和指导优化设计的可行性。因此,在培训计划中,可以将CAE分析添加到课程设计中,并且应该从专业课程开始就强调CAE分析的应用。例如,在课程设计中,提出了CAE分析应用方案,并给出了应用方法和过程,但并没有必要对内容进行评估,而是作为指导学生提高CAE技术热情的附加评估条件。应用。

2.3在毕业设计的CAE分析中增加指导和评估的比例

CAE技术在冲压模和塑料模的毕业设计中起着重要作用。它可以有效减少设计过程中设计校正-重新设计的周期数,从而使初始设计可以达到或近似结果。在实践中具有重要意义。在毕业设计中,严格控制毕业设计的进度。在完成了模具设计的初始三维建模后,统一了CAE分析阶段,模具结构实现了设计分析,优化,重新设计和修改的设计过程。将集中时间段用于CAE分析模式的好处还在于便于集中指导。此外,在该专业的毕业设计改革阶段,尝试了一个分组系统,将具有相同分析类型的学生分为几个组,例如注塑模具组和冲压模具组,每组至少有一个能够熟练使用CAE分析技术。学生互助促进的模式。

在毕业设计评估中,不仅要注意CAE分析内容的正确性和设计规范以及模具设计指导的结果,而且要注意学生对CAE技术和工艺的理解。在防御过程中应用方法,以防止窃或铸造他人的现象。

3总结

CAE分析在材料成型和控制工程专业中的作用不容忽视。利用分散的课时和改进的教学方法和评估方法可以有效地提高本科CAE技术的应用能力,并充分利用课程设计和毕业设计的实际机会。毕业后,我擅长运用CAE技术打基础。

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