計算機(jī)軟件在汽輪機(jī)原理課程設(shè)計中的應(yīng)用

【摘要】在汽輪機(jī)原理課程設(shè)計中，我們利用計算機(jī)軟件同傳統(tǒng)的課程設(shè)計相結(jié)合的教學(xué)方式，通過強(qiáng)化計算機(jī)軟件在課程設(shè)計過程中的實施與利用，強(qiáng)化了學(xué)生的工程意識，鍛煉了學(xué)生的軟件應(yīng)用能力，提高了課程設(shè)計的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī) 課程設(shè)計 計算機(jī)軟件

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）29-0233-02

課程設(shè)計是很多工科專業(yè)提高學(xué)生實踐能力的重要環(huán)節(jié)。在全國開設(shè)動力機(jī)械及工程專業(yè)方向的高校中，很多都安排了“汽輪機(jī)原理課程設(shè)計”這一課程，旨在通過課程設(shè)計使學(xué)生應(yīng)用、鞏固、提高所學(xué)專業(yè)知識，加深對所學(xué)理論知識的理解，獲得與專業(yè)有關(guān)的實踐經(jīng)驗，培養(yǎng)專業(yè)技能以及綜合運(yùn)用理論知識分析和解決實際問題的能力。汽輪機(jī)原理課程設(shè)計是汽輪機(jī)原理教學(xué)的重要組成部分，是汽輪機(jī)原理課程理論教學(xué)結(jié)束后，針對汽輪機(jī)設(shè)計過程中某一具體環(huán)節(jié)，在指定的設(shè)計工況下由學(xué)生獨立進(jìn)行的一次系統(tǒng)地設(shè)計實踐。

汽輪機(jī)設(shè)計包括熱力設(shè)計和強(qiáng)度設(shè)計，具有很強(qiáng)的綜合性和實踐性。設(shè)計過程中需要查閱大量的文獻(xiàn)資料和物性參數(shù)以及相關(guān)的設(shè)計手冊、標(biāo)準(zhǔn)，同時也需要進(jìn)行大量的設(shè)計計算和工程圖繪制，設(shè)計任務(wù)繁重，需要耗費大量的時間和精力。在短時間內(nèi)完成這一設(shè)計過程，學(xué)生往往疲于應(yīng)對各種公式、運(yùn)算，而不能很好地理解掌握整個設(shè)計過程，使得課程設(shè)計的教學(xué)目的大打折扣。

隨著計算機(jī)和軟件技術(shù)的發(fā)展，汽輪機(jī)原理和計算機(jī)軟件相結(jié)合，可有效地提高學(xué)生的運(yùn)算速度，克服上述問題，切實提高課程設(shè)計的教學(xué)效果。我們在汽輪機(jī)課程設(shè)計的教學(xué)實踐中，通過不斷摸索發(fā)現(xiàn)，計算機(jī)軟件和傳統(tǒng)課程相結(jié)合確實取得了良好的效果。

一、同Excel結(jié)合，簡化計算過程

Excel是Microsoft Office常用的辦公軟件，其強(qiáng)大的公式編輯和計算功能正好可以處理汽輪機(jī)原理課程設(shè)計中的大量計算工作。汽輪機(jī)原理課程設(shè)計的計算涉及參數(shù)的選擇、熱力系統(tǒng)的計算、通流部分的熱力計算和整機(jī)校核計算。設(shè)計過程涉及大量的公式和計算，有些參數(shù)可能需要反復(fù)迭代得到，計算工作量非常大。將Excel引入到設(shè)計過程，可以使計算過程簡化，提高計算效率。只要一次編輯公式，就能得到所要的結(jié)果，需要反復(fù)迭代的過程只需改變輸入?yún)?shù)即可。利用Excel軟件可以節(jié)約大量的計算時間，學(xué)生可以不用專注于繁瑣的計算過程，而有更多時間去消化理解公式和計算過程。

二、同ABAQUS結(jié)合，提高工程意識

ABAQUS被廣泛地認(rèn)為是功能最強(qiáng)的有限元軟件，可以分析復(fù)雜的固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)系統(tǒng)，特別是能夠駕馭非常龐大復(fù)雜的問題和模擬高度非線性問題。ABAQUS 不但可以做單一零件的力學(xué)和多物理場的分析，同時還可以做系統(tǒng)級的分析和研究。由于ABAQUS優(yōu)秀的分析能力和模擬復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性使得 ABAQUS 被各國的工業(yè)和研究中所廣泛地采用ABAQUS產(chǎn)品在大量的高科技產(chǎn)品研究中都發(fā)揮著巨大的作用。

學(xué)生通過公式進(jìn)行的強(qiáng)度校核采用了一定的簡化和近似，得到的結(jié)果和工程實際有一定的差距，只適用于課堂教學(xué)，在工程實踐中幾乎不采用。為了培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，引入ABAQUS軟件，通過設(shè)計簡單的題目讓學(xué)生去進(jìn)行強(qiáng)度分析和校核。這一過程不但鍛煉了學(xué)生工程軟件的操作能力，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識，為學(xué)生踏入工作打下一定的基礎(chǔ)。

三、同AutoCAD結(jié)合，提高制圖規(guī)范

汽輪機(jī)原理課程設(shè)計通常要求學(xué)生在設(shè)計計算完成以后，將汽輪機(jī)的通流流道，以及某幾級的葉片葉型，通過工程圖紙的形式繪制出來。這時學(xué)生需要使用AutoCAD繪圖軟件將設(shè)計結(jié)果清晰地呈現(xiàn)出來，同時也要符合機(jī)械制圖規(guī)范。學(xué)生首先要去查閱相關(guān)的機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙的頁面設(shè)計、標(biāo)題欄、明細(xì)欄等均需嚴(yán)格按照機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制；流道以及葉片型線的類型，標(biāo)注的線性均需按標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。通過系統(tǒng)而嚴(yán)格的制圖過程，學(xué)生強(qiáng)化了工程規(guī)范意識，同時也提高了繪圖水平。

通過汽輪機(jī)原理課程設(shè)計教學(xué)的不斷摸索和改革，我們將葉輪機(jī)械常用的設(shè)計軟件應(yīng)用到汽輪機(jī)原理課程設(shè)計的教學(xué)實踐，提高了學(xué)生的工程意識和軟件操作能力，同時也提高了汽輪機(jī)原理課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，為葉輪機(jī)械專業(yè)人才的培養(yǎng)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。

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作者簡介：

施鎏鎏（1983-），男，講師，博士，研究方向為葉輪機(jī)械教學(xué)和科研。