B0471240液压系统设计及仿真实训-教学大纲-常同立-产学融合

《液压系统设计及仿真实训》教学大纲课程代码：B0471240课程名称：液压系统设计及仿真实训学分：1.0开课学期：第5学期学时：1周课程性质：必修先修课程：液压与气压传动适用专业：机械电子工程开课单位：机电工程学院课程简介：液压系统设计及仿真实训是机械电子工程及相近专业的专业必修课。旨在通过实际操作训练教学使本科生掌握液压系统设计及仿真的基础知识，能够选用数学模型进行计算，并能达到一定精度；使学生具备分析、设计复杂液压系统并进行仿真验证的能力，并能将其运用于工程实践；使学生具有设计实验、获取实验数据、进行数据分析和处理的能力，使学生具有终身学习和生态文明意识。液压系统设计及仿真实训课程主要内容包括：液压系统计算机建模仿真；仿真曲线与数据处理；编写设计实训报告书，进行环境可持续发展的探究及工作总结。教材教参：1.常同立.液压控制系统（下册）.北京:清华大学出版社,20222.张利平.新编液压传动设计指南.西安:西北工业大学出版社,20163.左健民.液压与气压传动.北京:机械工业出版社,2016.开放课程网址：/course/248574048.html

《HydraulicSystemDesignandSimulationTraining》CourseCode:B0471240CourseName:HydraulicsystemdesignandsimulationtrainingCredits：1.0Semester：The5thsemesterClassHours：1WeekCourseType：requiredCoursePrerequisite:HydraulicandPneumaticPowerTransmissionApplicableMajor：MechatronicengineeringCollege：SchoolofmechanicalandelectricalengineeringCourseDescription：Hydraulicsystemdesignandsimulationtrainingisarequiredcourseformechanicalandelectronicengineeringandsimilarmajors.Thepurposeistoenableundergraduatestomasterthebasicknowledgeofhydraulicsystemdesignandsimulation,selectmathematicalmodelsforcalculationandachievecertainaccuracythroughpracticaloperationtrainingandteaching;Enablestudentstohavetheabilitytoanalyzeanddesigncomplexhydraulicsystemsandcarryoutsimulationverification,andapplythemtoengineeringpractice;Toenablestudentstodesignexperiments,obtainexperimentaldata,analyzeandprocessdata,andtohavelifelonglearningandecologicalcivilizationawareness.Themaincontentsofthehydraulicsystemdesignandsimulationtrainingcourseinclude:hydraulicsystemtransmissionschemedesign,loadandworkingconditionanalysis,computerdrawingofhydraulicschematicdiagram;Manualcalculationofhydraulicsystemparametersandselectionofhydrauliccomponents;ComputermodelingandSimulationofhydraulicsystem;Simulationcurveanddataprocessing;Preparethedesigntrainingreport,exploreandsummarizethesustainabledevelopmentoftheenvironment.Textbook：1.ChangTongli.Hydrauliccontrolsystem(VolumeII)Beijing:TsinghuaUniversityPress,20222.ZhangLiping.Newhydraulictransmissiondesignguide.Xi'an:NorthwestUniversityofTechnologyPress,20163.ZuoJianmin.HydraulicandpneumatictransmissionBeijing:ChinaMachinePress,2016Press,2010Website：/course/248574048.html

一、课程目标通过本课程的系统设计及仿真实践训练使学生具备下列能力：知识目标：1、能够针对液压传动工程问题，根据任务要求进行负载分析、拟定系统原理图、进行液压系统设计计算、选择液压元件，设计液压执行元件。（支撑毕业要求指标点3.3）能力目标：2、具备液压系统建模与仿真的能力。能够正确使用建模仿真、计算机绘图软件等现代化工具。（支撑毕业要求指标点5.2）3、具备书面和口头表达行业工程问题的能力。能够通过设计说明书、图纸和口头答辩清晰地表达液压传动工程问题的解决方案、过程和结果，并能理解业界同行及社会公众的质疑和建议。（支撑毕业要求指标点10-1）素质目标：4、具备绿色环保设计和可持续发展理念与素养。理解液压传动工程项目实施和运行对生态环境影响的内涵，能充分考虑机械工程实践与可持续发展的冲突。（支撑毕业要求指标点7-1）二、课程目标与毕业要求的对应关系《液压系统设计与仿真实训》课程的课程目标与毕业要求指标点的对应关系如下：课程目标毕业要求指标点1、能够针对液压传动工程问题，根据任务件。3.3能够针对复杂机械电子工程问题，确定明确的设计需求，提出设计的解决方案，并且能够考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素2、能够正确使用建模仿真、计算机绘图软件等现代化工具。3、能够通过设计说明书、图纸和口头答辩清晰地表达液压传动工程问题的解决方案、过程和结果，并能理解业界同行及社会公众的质疑和建议。10.1能够通过书面报告和口头陈述清晰地表达复杂机械电子工程问题的解决方案、过程和结果，并能理解业界同行及社会公众的质疑和建议，并做出回应；4、理解液压传动工程项目实施和运行对生态环境影响的内涵，能充分考虑机械工程实践与可持续发展的冲突。7.1理解机械电子工程项目实施和运行对生态环境影响的内涵，能充分考虑机械工程实践与可持续发展的冲突；三、课程目标与教学内容的关系《液压系统设计及仿真实训》课程的课程目标与教学内容的关系如下：Ⅰ.实践教学（5天）1、液压系统传动方案设计，负载与工况分析，计算机绘制液压原理图（1天）（支撑课程目标1）内容：进行运动和负载工况分析，确定执行元件参数，绘制执行元件工况图，进行液压系统传动方案的分析和拟订，能够采用计算机绘制系统原理图。要求学生：学会并实施设计步骤。学会并进行工况分析和拟定液压系统传动方案，学会采用计算机绘制液压系统原理图。课程思政：通过方案设计引入逻辑思维能力。2、手工计算液压系统参数，液压元件选型（1天）（支撑课程目标1、2）内容：液压泵最高工作压力确定；液压泵最大供油量计算；液压系统各段管路的压力与流量计算。依据手工计算结果，进行液压元件选型。要求学生：采用传统的手工计算方式与方法，学会并进行液压泵最高工作压力确定方法；学会并进行液压泵最大供油量计算；学会并进行液压系统各段管路的压力与流量计算，能够进行液压元件选型。课程思政：通过该项引入动手能力培养。3、液压系统计算机建模仿真（1天）（支撑课程目标2、3）内容：建立各个工况的液压系统仿真模型，并运行仿真模型获取参数曲线。提取参数数值，分析液压系统元件选型的合理性。要求学生：采用计算机仿真的现代化工具方式与方法，学会建立各个工况的液压系统仿真模型方法，能够运行仿真模型获取参数曲线。学会从仿真曲线上提取参数数值的方法，分析元件选型的合理性。课程思政：通过液压系统计算机建模仿真引入创新精神。4、仿真曲线与数据处理（1天）（支撑课程目标2、3）内容：依据工况仿真曲线，分析全过程位移—时间曲线、速度—时间曲线、负载力—时间曲线、压力—时间曲线、流量—时间曲线。通过仿真曲线重新认知液压系统工作过程，并将仿真结果与手工计算进行对比。要求学生：学会液压系统全过程参数曲线分析方法，能够利用全过程仿真曲线重新认知液压系统工作过程。通过仿真结果与手工计算对比，强化液压系统分析能力。课程思政：通过仿真曲线与数据处理引入动手能力培养。5、编写设计实训报告书，进行环境可持续发展的探究及工作总结（0.5天）（支撑课程目标1、2、3、4）内容：按前述计算选择过程编写设计实训报告书，并对油液的选择、污染及环保问题进行论述，总结本周设计工作流程及经验。要求学生：学会并运用设计计算说明书的规范编写方法，认知并实施环境可持续发展的理念，养成每次工作后进行总结的习惯。课程思政：通过实训报告引入动手能力培养。6、答辩（0.5天）（支撑课程目标1、2、3、4）内容：进行课程设计答辩。要求学生：完成实训任务并提交设计说明书和设计图纸，对其中内容进行讲解，展示绘图和仿真等软件的应用能力，回答教师提问。课程思政：通过答辩引入辩证思维能力培养。II.网课教学（不占用教学学时，课下学生自主学习）（支撑课程目标1、2、3、4）内容：利用本课程的在线网课，自主安排业余时间学习课程理论知识和生态文明相关知识。要求学生：完成课程任务点内容，完成网上测验和作业；观看网上视频等。四、教学方法1、以学生自主学习、团队协作为主，教师课堂讲授、现场指导、答疑为辅，结合设计说明书撰写、仿真、计算机绘图等教学环节共同实施；2、小组同学任务相同或相近，具体设计参数不同或个别设计要求不同，使学生间形成互相讨论、学习的氛围，又不能过于依赖他人；3、实训理论讲解采用多媒体课件、板书教学与网课学习相结合的方式。4、采用线下线上融合式一体化教学方案。线下教学部分以教室中进行的实训操作教学环节；线上部分采用教学视频、网课学习、网上指导等教学环节，线下教学与线上教学均依据在线网课平台共同实施。五、考核方式及成绩评定比例1、考核方式：通过设计说明书、液压系统仿真和答辩进行考核；2、成绩评定比例：课程总成绩由液压系统（手工）设计成绩、液压系统仿真成绩、环保设计理念与素养成绩和书面与口头表达成绩四部分组成，四部分的满分分值分别为20、40、10、30分，四部分成绩之和为百分制成绩，最后折合成五分制成绩。即：课程总成绩=液压系统设计成绩+液压系统仿真成绩+环保设计理念与素养成绩+书面与口头表达成绩其中：液压系统（手工）设计计算成绩满分20分，考核设计说明书中的负载分析、原理设计、计算及选用液压元件；建立液压系统模型并进行仿真等软件应用成绩满分40分，考核先进设计工具应用能力，具体地考核液压系统模型方案合理，模型能否运行，参数是否正确，是否能完成目标任务；液压仿真分析内容是否全面；环保理念成绩满分10分，考核设计说明书中对液压油的选用等环保理念的探讨；书面与口头表达成绩满分30分，考核设计图纸方案合理性，考核说明书内容表达是否达到文理通顺；口头答辩是否流畅和正确。课程目标达成考核与评价方式及成绩评定比例列表课程目标毕业要求指标点考核与评价方式及成绩比例（%）成绩权重设计说明书答辩设计计算（手工）成绩环保设计理念成绩液压仿真分析成绩课程目标1支撑毕业要求3.320200.2课程目标2支撑毕业要求5.230300.3课程目标3支撑毕业要求10.140400.4课程目标4支撑毕业要求7.110100.1合计201040301001注：该表格中成绩比例为课程整体成绩比例。权重用于课程目标达成情况评价。六、评价标准1、液压系统设计与仿真实训成绩评价标准基本要求评价标准成绩比例（%）得分率≥90%75%≦得分率＜89%60%74%得分率＜59%实训过程液压元件，进行校。1，业要求指标点3.3)设计计算环节案中能够正确应用液压知识，方案正说明条理清晰，数据详实，说明书格式规范。设计说明条理比较清晰，数据详实，说明书格式比较规范。实，说明书中用到的专业术语比较规范，格式不规范。专业术语有错误，格式不规范。20液压油的应用对环境的影响，能够通过网络等多种途径学节能与环保设计。，7.1)对液压油的选择、废油的环保处理方法、节能与环保设计归纳论述逻辑清晰，观点正确，层次分明，语言规范。对液压油的选择、废油的环保处理方法、节能与环保设计归纳论述逻辑基本清楚，观点正确，层次分对液压油的选择、废油的环保处理方法、节能与环保设计归纳论述基本清楚;观点基本正确，语言基本规范。对液压油的选择、废油的环保处理方法、节能与环保设计论述极少、有抄袭现象，或者观点不正确，论述不清楚。10能够正确熟练地使绘图软件等现代化工具。方案合理性通过仿真验证。2，5.2)液压系统模型方案能完成目标任。液压系