液压气动虚拟仿真实验概况

《液压与气动虚拟仿真实验》是机械工程各专业学生必修专业课程实验，是工程设计的重要基础，在培养机械工程人才中占有及其重要的地位。我院在2013年投入180万元引进德国FESTO（费斯托）公司液压与气动实验设备，建立了新的液压与气动虚拟仿真实验室。开设一系列的液压与气动虚拟仿真基础及提高实验，使学生掌握液压与气动基本元件的结构、工作原理，基本参数的测定，基本回路的组建及测试，综合液压与气动回路的设计与测试，各类工程实际应用的液压与气动回路的仿真及实现。通过循序渐进的系列实验，使学生首先掌握液压与气动基础知识，然后可以设计基本回路，最后独立设计综合的液压与气动回路以及解决实际工程应用问题。提高学生解决实际问题及创新能力。液压与气动提高实验装置还可以满足教师、高年级本科生及研究生科研的需要。图25至图27所示是液压与气动虚拟仿真实验室及部分实验图。

 

 图27 液压与气动虚拟仿真实验室       图28 基本控制回路设计及组装调试实验

 

该实验教学体系可满足《液压与气动》、《数控机床维修技术》等机电工程类专业基础课程设计实验教学需求，为加强学生课外科技活动指导，开展机械设计竞赛、工程训练等提供良好的硬件平台。液压与气动虚拟仿真实验通过“基础性实验→验证性实验→设计性实验→综合性实验→创新性实验”的方式循序渐进，由浅入深的方式，培养学生的自主学习、钻研问题、探究创新的兴趣和能力。

FESTO液压与气动虚拟仿真实验教学体系包括液压基础实验装置TP501、液压提高实验装置TP502、液压回路测试装置TP610、液压比例及伺服实验装置，气动技术基础实验组件TP101、气动增补组件TP201/301、电气气动提高TP220及气动技术测量TP210,FluidSIM3.6气动及液压教学仿真软件包，各类传感器及电器设备，液压与气压动力源及实验台等，液压与气动基础实验部分主要使学生掌握液压与气动基本元件的结构及工作原理，基本回路的组建与验证。液压与气动测试装置主要使学生掌握液压与气动基本参数的测定方法及回路验证，液压比例及伺服实验装置主要使学生掌握液压比例阀及伺服阀在液压回路中的应用。液压与气动提高部分主要满足教师、高年级本科生及研究生科研的需要，解决实际工程应用问题。通过FluidSIM3.6气动及液压教学仿真软件，学生可以虚拟组建各类回路进行仿真，验证实际回路。从而使学生将抽象概念转化为实际液压与气动回路，加深学生印象，激发学生学习兴趣。

1）实验项目涵盖面广，可自由确立实验项目

实验系统中不仅配备了原理性、基础性的验证性实验，学生还可以根据各组学生具体情况及兴趣，自行设计组建液压与气动回路。涵盖了验证性、综合性和创新性三大门类的实验项目，同时可满足课程设计的实验教学、学生机械设计竞赛创新性实验及教师科研需求。

2）远程控制、虚拟仿真与实验验证相结合

实验系统通过网络，使学生能够在实验室以外的任何地点设计实验项目，确定实验方案，经仿真后，通过网络和远程控制，在实验室内实验装置上进行实验验证，并实时获得实验数据和性能曲线。使实验教学打破了时间和空间的限制。

3）实验分组模块化，回路搭建安全快捷。

FESTO液压与气动实验设备特点是使用独立的液压与气压元件，通过快接插头，简单快速地组建各类回路进行实验，不易漏油及漏气，安全可靠。选择PLC及继电器等电气设备和传感器，配合液压和气压回路，组成电液及电气回路控制系统使实验得以延伸，使学生拓展所学的液压与气动知识。学生的自我学习、独立思考、组织协调及团队合作精神都会得到全面的提高。表9是主要开设的实验项目。

                             表9 主要实验项目