基于CAD/CAE技術(shù)的車輛工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化
針對目前云南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院車輛工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中存在的設(shè)計質(zhì)量問題,論述了在畢業(yè)設(shè)計中引入CAD/CAE 技術(shù)的必要性和緊迫性。以所指導(dǎo)的畢業(yè)設(shè)計為案例,闡述了采用CAD/CAE 技術(shù)提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的五個重要方面,提出了進(jìn)一步提高CAD/CAE 技術(shù)在畢業(yè)設(shè)計中應(yīng)用效果的四點建議。通過這種教學(xué)實踐增強了學(xué)生的設(shè)計能力,培養(yǎng)了學(xué)生的現(xiàn)代工程素質(zhì),實現(xiàn)了畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量優(yōu)化。
畢業(yè)設(shè)計是本科培養(yǎng)目標(biāo)的一項重要的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié),它不僅是學(xué)生運用大學(xué)期間所學(xué)知識和技能去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,培養(yǎng)實踐和創(chuàng)新能力的重要途徑,也是學(xué)生初次對科學(xué)研究與工程設(shè)計的有益嘗試。因此,如何有效地進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)改革與實踐,從而提高和優(yōu)化畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量,是各高校工作者一直在思考和探索的問題。本文就云南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院車輛工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計存在的問題,探索和實踐了在畢業(yè)設(shè)計整個過程中如何有效地導(dǎo)入CAD/CAE 技術(shù),從而使學(xué)生一方面將所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識融會貫通至最大化,另一方面突破傳統(tǒng)設(shè)計思想的束縛,建立起先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計思想理念,實現(xiàn)了畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化。
一、畢業(yè)設(shè)計存在的問題及學(xué)習(xí)與應(yīng)用CAD/CAE 技術(shù)現(xiàn)狀分析
( 一) 畢業(yè)設(shè)計存在的問題
1、畢業(yè)設(shè)計的技術(shù)路線導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新空間不足
縱觀工程技術(shù)學(xué)院車輛工程專業(yè)近幾年的畢業(yè)設(shè)計題目,可以看出,涉及設(shè)計類的題目大多以傳統(tǒng)的設(shè)計方法為基礎(chǔ),即首先構(gòu)思總體設(shè)計方案,然后將大腦中的三維實體通過二維工程圖表達(dá)出來,最后進(jìn)行傳統(tǒng)的工藝設(shè)計和理論校核。傳統(tǒng)的設(shè)計過程能使學(xué)生將大學(xué)期間所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課較完整地貫通,較好地體現(xiàn)了理論知識與實際應(yīng)用的關(guān)聯(lián),使所學(xué)知識深化并提高。但一方面由于學(xué)科要求的差異,車輛專業(yè)的學(xué)生在機械設(shè)計能力上相對較弱,另一方面,這種傳統(tǒng)的技術(shù)路線過程繁瑣復(fù)雜,學(xué)生投入的大量時間和精力過多地集中在三維到二維、二維到三維的信息轉(zhuǎn)換以及復(fù)雜的理論計算中,留給學(xué)生的創(chuàng)新空間明顯不足。
2、畢業(yè)設(shè)計中對學(xué)生工程意識的培養(yǎng)體現(xiàn)不足
工程意識是優(yōu)秀工程師特有的反映工程現(xiàn)實的高級形式。用工程觀點看待工程設(shè)計是工科學(xué)生必須具備的基本理念,但由于近幾年學(xué)院接觸到的企業(yè)生產(chǎn)項目較少,大多數(shù)教師的畢業(yè)設(shè)計選題偏向理論研究或傳統(tǒng)設(shè)計,導(dǎo)致學(xué)生片面地認(rèn)為設(shè)計要么是成篇理論的摘抄,要么是繁瑣公式的計算與大量圖表的查閱,而面向工程問題的畢業(yè)設(shè)計教學(xué)開展明顯不足。如何在現(xiàn)有條件下,最大化地培養(yǎng)學(xué)生的工程意識是我們面臨的一大難題。
3、畢業(yè)設(shè)計中對學(xué)生的理論與實踐結(jié)合意識的培養(yǎng)力度不足
學(xué)生在經(jīng)歷四年的理論課學(xué)習(xí)后,迫切需要通過實踐來體現(xiàn)學(xué)以致用。然而,一方面選題的局限無法更好地將理論與實踐關(guān)聯(lián),另一方面,
傳統(tǒng)設(shè)計手段的單一枯燥也難以調(diào)動學(xué)生的積極性,使畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量難以提高。如何在畢業(yè)設(shè)計中提升理論與實踐結(jié)合的培養(yǎng)力度并有效地引入現(xiàn)代設(shè)計手段來提高與優(yōu)化設(shè)計質(zhì)量,是目前我們要突破的瓶頸。
五、進(jìn)一步提高CAD/CAE 技術(shù)在畢業(yè)設(shè)計中應(yīng)用效果的建議
第一,目前工程技術(shù)學(xué)院車輛工程專業(yè)還未開設(shè)任何三維設(shè)計軟件課程,建議在大三開設(shè)一門中端三維設(shè)計軟件例如SolidWorks 作為專業(yè)必修課,在大四上學(xué)期可開設(shè)高端三維設(shè)計軟件例如UG 作為選修課,為大四下學(xué)期有興趣選擇三維設(shè)計的學(xué)生提供技術(shù)準(zhǔn)備。
第二,將CAD/CAE 技術(shù)融入專業(yè)模塊教學(xué)中,例如: 在大一可以將CAD 三維建模知識融入到《機械制圖》教學(xué)中,將CAE 有限元分析融入到《材料力學(xué)》強度理論部分的教學(xué)中; 在大三《機械原理》、《機械設(shè)計》課程中應(yīng)用CAD技術(shù)解決零部件三維造型,應(yīng)用CAE 技術(shù)解決零部件強度校核問題以及常見機構(gòu)運動分析和力的分析。
第三,工程技術(shù)學(xué)院目前實習(xí)工廠已有數(shù)控車床和數(shù)控銑床,為進(jìn)一步實現(xiàn)設(shè)計、分析與制造的銜接,使學(xué)生能加工出自己所設(shè)計的產(chǎn)品,從而更加激發(fā)設(shè)計熱情,建議結(jié)合工廠實際增加生產(chǎn)實踐類畢業(yè)設(shè)計課題的選擇,實現(xiàn)CAD/CAE /CAM 一體化,使學(xué)生感覺與企業(yè)距離更近,更有利于培養(yǎng)企業(yè)歡迎的新型人才。
第四,工程技術(shù)學(xué)院相關(guān)教師應(yīng)迅速提升一系列三維設(shè)計軟件的應(yīng)用能力,有條件學(xué)院可組織教師集中培訓(xùn)并建立相應(yīng)的培訓(xùn)機構(gòu),全面提升三維設(shè)計能力。另外建議學(xué)院可以將是否采用CAD/CAE 等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)作為一項重要評價指標(biāo)納入到車輛工程專業(yè)相關(guān)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量評價體系中。
CAD/CAE 技術(shù)已逐步成為工廠企業(yè)現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的主流技術(shù),必須樹立新的教育質(zhì)量觀念,優(yōu)化畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計手段,提高畢業(yè)設(shè)計的技術(shù)含量和設(shè)計質(zhì)量。隨著對CAD/CAE 技術(shù)認(rèn)識上的不斷深入,隨著工程技術(shù)學(xué)院車輛工程專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和課程設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)改革的展開及軟硬條件的改善,CAD/CAE 技術(shù)必將對畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量優(yōu)化起到越來越大的作用,畢業(yè)生的現(xiàn)代工程素質(zhì)和設(shè)計創(chuàng)新能力也將得到顯著增強。