工程機械理論與設計精選(九篇)

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第1篇：工程機械理論與設計范文

[摘要]早在人類開始學會建造的時候，就已經在尋求一種和諧的溝通與協作，而設計管理作為一門科學來研究，是近幾十年的事情，這門學科傳到中國，更成為一個熱門話題，設計管理既是設計的需要，也是管理的需要。設計管理涉及到社會各個領域，與其他相關學科既有區別，聯系也很密切，需要科學的方法、系統的管理、藝術創作的精神和社會普遍的認同。通過對設計管理知識的研究，使其更實用于中國國情的需要和發展。

[關鍵詞]設計與管理系統性科學性社會性藝術性

隨著中國經濟的迅猛發展，隨著設計深入到企業的各個方面，設計與管理間的結合成為了必然，傳統的設計由此進入了一個嶄新的設計管理時代。

“設計管理”一詞于20世紀60年代起源于英國，那時這個詞匯指“管理設計機構與其客戶之間的關系”。1966年，MichaelFair發現了一種新的職位：“設計主管”（DesignManager），其職能是確保整個設計項目順利進行，并且使得設計機構與其客戶之間保持良好的溝通。PeterGorb（1990）定義

“設計管理”：“通過設計主管對公司內設計資源的有效部署來幫助公司達到其目標的活動。”這個定義強調這點：設計既是目的（把設計與企業目標相聯系）也是手段（對解決管理問題做出貢獻）。設計管理既是一種“價值管理”（創造價值），也是一種“態度管理”（調整公司的觀念）。

設計管理的成功運作有賴于其屬性的幾個方面即科學性、系統性、藝術性、社會性。通過這四方面和諧使用，達到對設計任務的完美整合。

一、設計管理的科學性

設計管理作為一門新學科的出現，既是設計的需要，也是管理的需要。設計管理的基本出發點是提高產品開發設計的效率。設計不是藝術家的即興發揮，也不應是設計師的個性追求。在現代的經濟生活中，設計越來越成為一項有目的、有計劃、與各學科、各部門相互協作的組織行為。缺乏系統、科學、有效的管理，必然造成盲目、低效的設計和沒有生命力的產品，從而浪費大量的時間和寶貴的資源，給企業帶來致命的打擊。同時設計師的思想意圖也不可能得到充分的貫徹實施；而另一方面，設計作為一門邊緣性學科，它有著自身的特點和科學規律，并且與科研、生產、營銷等行為的關系愈來愈緊密，在現代經濟生產中發揮著越來越重要的作用。不了解設計規律和特點的管理，以及對設計管理的不力，都會造成企業其他各項管理工作的不力。

二、設計管理的系統性

為使企業的設計活動能正常進行、設計效率的最大發揮，必須對設計部門系統進行良好的管理。不僅指設計組織的設置管理，還包括協調各部門的關系。同樣，由于企業及其產品自身性質、特點的不同，設計系統的規模、組織、管理模式也存在相應的差別。從設計部門的設置情況來看，常見的有領導直屬型、矩陣型、分散融合型、直屬矩陣型、衛星型等形式。不同的設置形式反映了設計部門與企業領導的關系、與企業其他部門的關系以及在開發設計中不同的運作形態。不同的企業應根據自身的情況選擇合適的設計管理模式。

設計系統的管理還包括對企業不同機構人員的協調工作，以及對設計師的管理，如制定獎勵政策、競爭機制等，以此提高設計師的工作熱情和效率，保證他們在合作的基礎上競爭。只有在這樣的基礎上，設計師的創作靈感才能得到充分的發揮。舉例來說，如果有某一個設計項目6月1日必須完成，項目經理可以在知識管理平臺上找3位設計師，要求他們在設計案截止日之前貼出5個設計構想，如果設計師在期限前完成，案子就算結束，如果沒有完成，則系統就會自動舉發。

三、設計管理的藝術性

設計管理是對設計過程的控制，好的設計是產生好的過程的前提，而當過程控制達到“美妙”的境界，設計管理就成了一個藝術行為。不管是站在設計師的角度，還是客戶的角度，對好的設計品質似乎沒有爭議。作為核心的“人”是設計師，作為中心的“事”是設計，這就是設計管理；文化被作為基礎的東西放在了整個系統的最下方，其用意似乎不言而喻。應該說，正是不同的文化影響著不同的市場和客戶，進而影響與之相適應的設計，包括設計師本身。文化成了系統中最頑固的形態，其特征還表現在它的隱藏性（更多的以一種含蓄的方式被體驗）、廣泛性（幾乎涉及行為的每個部分）、基礎性（積淀特征決定的作用體現）。這也成為設計管理指導實踐需要完成的最為困難的一個環節----與本土文化的融合；市場和客戶位居左右，大概是因為二者也一定程度上“左右”設計管理的緣故吧。

四、設計管理的社會性

設計管理的核心是對資源、對人際關系的整合的過程，設計是以人為本，管理也一樣是以人為中心的，一個好的設計管理者，應該具備敏銳的觀察力與感受力。因而設計管理者常常是從優秀的設計師中脫穎而出的，因為設計師由于多年的訓練與職業生涯，常常具備了非常敏銳的職業感覺，以及對這種感覺幾乎成為本能的實現能力。但是，優秀的設計師不一定必然成為優秀的設計管理者，因為作為設計管理者所具備的能力結構與作為設計師的能力結構并不相同。作為設計師，理解客戶要求，迅速高質提出創意是最重要的能力；而作為設計管理者，協調各方面資源，完成最終的設計創意是最重要的能力。這兩者并不相同，后者在設計學校中并不教授，往往是個人自學實踐中得到的。

五、以設計管理的優點作為結語：

1.有利于促進技術突破和不同領域的合作，企業社團各方面資源得以充分利用，從而實現設計制造的敏捷化，推動技術迅速轉化為商品；有利于及時獲得市場信息，設計針對性產品，由設計改變生活方式，從而為企業創造新的市場。

2.有利于正確引導資源的利用，利用先進技術實現設計制造的虛擬化，降低了人力物力的消耗，提高了企業產品的競爭力；有利于正確處理企業各方面關系，創造出健康的工作氛圍。

3.有利于建立一支精干的穩定的設計隊伍，解決人員流動過頻的弊端；有利于創造清晰、新穎和具備凝聚力的企業形象。

參考文獻:

[1]范樂明:《設計管理辨名》

第2篇：工程機械理論與設計范文

【關鍵詞】項目建造；施工設備；安全操作

改革開放以來，國家為了與國際接軌，也大力支持建造業的發展，增加資金投入、提供政策支持，建筑業迅速崛起，很多施工項目的施行需要大量的機械設備投入，以滿足其增長速度。這么一來，機械設備的維修費和管理費占工程施工成本的很大部分。通過對機械設備采取科學合理的管理，規避安全隱患、保證其性能完好、延長其使用壽命。管理到位，設備的維修費就得以降低，同時施工進度也不會因為器械故障而中斷。作為擁有豐富施工設備管理經驗的業內人員，我在解決實際問題的同時，也有了一些自己的見解。如下是對機械設備管理發展方向的探討。

1　管理實例中的瓶頸

（1）管理制度出現漏洞，沒有相應的組織機制或管理不力，以及任務分配不到位。在實踐中，會碰到這樣的施工單位，沒有相應體系化的組織機制，更沒有完整科學的管理規章制度。現在中這樣的單位并不少見，它們對設備的管理工作更是雜亂。新設備的入賬和信息的存儲工作都不到位，這樣對后期的維修和使用都有很大阻礙作用，造成資金浪費和進度延緩。

（2）管理幫助發現和杜絕安全隱患。建筑行業不僅在數量上快速發展，而且在制度布局上也有很大的變化，隨著民間和外資的引入，出現了多種控股制度的施工單位。所有制不斷發展變化，管理制度也應該與之同步，滿足現行制度的需要。再加上目前我國社會主義市場制度尚未完善，設備管理一出現漏洞，管理監管一缺失，就容易出現各種安全隱患。現實中，為追求經濟利益，不合理的縮減必要的安全管理維護費，造成機械老化、安全隱患未能及時發現，最終導致施工事故的情況不少見。

（3）設備使用者的知識水平阻礙設備管理的發展。建筑隊伍龐大，卻魚龍混雜。很大部分是由農民工組成，他們沒有掌握相應的施工技術，而且工作穩定性差、總體文化素質不高，這對他們熟悉機械功能、熟練操作、掌握正確的維護修理方法很不利。而且加上這部分人的不穩定性，施工機械設備并不是總在一個施工隊的管理下。所以施工隊對并不是他們長期使用的設備，不愿也不可能堅持實質的、科學的管理維護工作。

（4）實踐中，我們經常發現一個施工隊接過并不新的機械設備，并不會對其檢修防患于未然。只有當問題真正出現時，才不得不進行修理工作。

（5）實踐中，不少的相關管理負責人一味的教條主義的進行管理工作。造成管理成本過高，得不到資金支持，無法正確的進行施工。

2　優化設備管理步驟方法

2.1創建相應科學的管理組織和體制

創建相應科學的管理組織和體制，建立相關的管理規章制度，使管理有章可循，基層管理監督單位的工作更要明細、落實。機械設備的管理分這樣三個方面：投入施工、養護、修理。而施工機械設備的管理工作要明確到每臺、每臺要明確到某個方面，將這些管理工作明確的分配到確定的管理人員。有固定負責人管理固定的設備，不但有助于管理人員熟悉的掌握特定管理流程，而且易提高其責任心，這樣可避免設備損耗，提高工作效率，防微杜漸消除安全隱患。

2.2嚴格進行經濟賬目記錄，控制資金成本

經濟賬目記錄工作要落實到每臺每組的機械設備管理上。針對每臺機械設備逐一設立賬目表，其使用的電費、養護修理費和油費都需要一一記錄在帳。這樣有利于后期核對和控制成本。

在施工過程中，應有專門負責收集設備使用的數據資料的工作人員。從每臺使用的次數、時間到所耗油量、損壞率和完成工作量都要進行真實的記錄在案。熟悉了每臺的工作情況，分析其使用過程中存在的不足和可節省地方，相關管理負責人應有規律的進行探討，及時提出調整方案，解決問題、降低消耗、減少成本。

2.3做好設備的養護維修工作，保證設備完好、施工安全

在機械設備的管理流程中，養護維修工作有很重要的意義。應該有專人負責對設備的周期性養護工作，監督設備的性能安全、操作流程安全，一旦發現安全問題，當場停止施工，保證施工人員的人身安全和設備完整。實際施工中，要針對不同的設備進行具體的監督管理工作，像電梯、升降機、起重機的各自管理方法都不同，只有具體問題具體分析，才能做好設備管理工作，消除安全隱患。

2.4管理技術知識的推廣，同步提高專門管理人員和施工人員的管理素養

在設備的實際管理過程中，無論是設備的使用操作還是后期的維護管理都應相輔相成，共同提高機械的使用率、延長工作壽命。這樣就要求現場施工人員不僅要掌握正確的操作流程方法，而且要提高專門知識素養，理解設備的構造、工作原理，能判斷安全隱患、進行簡單的維護。與此同時，專門的管理人員除能進行準確管理維護工作外，還能正確使用設備　。

3　做好施工設備管理工作的方法步驟

設備安全管理工作實質在于保障施工人員安全的身心工作環境，在人本主義指導下，保證設備從施工到養護到修理全過程的安全。既然提出了問題，就該根據實際經驗提出相應的解決方法：

3.1加大對設備施工人員的專業技術培訓力度及提高其安全意識，增強專門管理人員的專業技能和素養

首先，　設備施工人員的專業技術水平及其安全意識要著重強調。對于施工人員的培訓計劃要分階段、有體系、有目的、講效果。首先，把好施工人員的關，施工人員在正式施工前必須接受過專門的安全教育培訓；其次，向現場工作人員發放宣傳安全教育知識和科學使用的文本，使得現場每一位工作人員都能隨時提高安全知識。

最后，但更重要的是提高專門管理人員的專業素養和能力。加大對其的培訓投入，使其不僅掌握現代管理知識而且能夠正確處理不同繁雜環境下的管理。

3.2設備要選對，使用需調度合理

挑選機械設備時要注意的幾點：（1）所挑選的機械設備應有全套的質量保證書、相關合格證，此外其安全配套設置一個不能漏；（2）挑選設備的廠家也很重要，只有到有相關生產資格的廠家選購，才能保證設備的質量和安全性。

每一樣施工設備都因為其本身構造和功能的不同，其所需的技能也不盡相同。為了能徹底高效的利用設備，就不得不要對設備進行合理調度。現實中，只有嚴格遵照相關操作流程、正確使用，才能降低不必要的損壞、提高效益、減少報廢率、節省資金投入。在實際施工中，經常會遇到設備的調度問題。因為調度時經常會有誰養護和誰使用的矛盾。我們應該做的就是詳細真實實時的記錄設備使用情況和問題、項目進程，以此更好的展開不同項目間的設備調度工作。

第3篇：工程機械理論與設計范文

關鍵詞： 《工程機械運用》 綜合運用 現地教學

《工程機械運用》這門課程在最初設計中目標為：圍繞提高工程機械運用能力這個中心，在教學內容安排上既注重對工程機械的單裝運用，又強調工程機械的綜合運用，著力培養學員工程機械的綜合運用能力；在教學組織形式上，采取理論講授與實例分析相結合、課堂講解與現地作業相結合、分析研討與獨立作業相結合，全面提高學員理論聯系實際、理論指導實踐的能力。

在現行課程設計實施過程中，筆者發現一個普遍存在的問題：對理論講授關注較多，對現地教學重視不夠，加之在現地運用教學從總體上說還屬于較少實施科目，還存在不少亟待解決的問題，在一定程度上削弱其應該發揮的作用。加強對這一問題的研究，是當前實踐教學理論研究的一項重要課題。

一、充分認清現地教學的特殊地位作用

現地教學之所以受到如此重視，是因為與其他教學方法手段相比，其具有以下特點：

（一）實踐性。

與理論教學相比，現地教學具有更強的實踐性，主要是通過現地提供真實豐富、復雜的訓練背景和條件，將學員引入現實的施工環境，使其運用所學理論知識和技能，對現地面臨的各種情況進行勘察、分析、綜合、決策，從而解決實際問題。其注重對學員解決實際問題的磨礪鍛煉，是強化學員解決問題綜合能力的主要途徑。

（二）兼容性。

現地教學與觀摩學習、體驗式學習、想定教學等其他教學方式有著許多相似之處，但又有獨到之處。現地教學具有很強的兼容性，可與上述這幾種學習方式有機結合，靈活展開，充分發揮各種不同教學方式的優勢，同時又立足于現地的真實性。這種方法的實現主要得益于現地教學的兼容性。

（二）綜合性。

現地教學，對學員綜合運用能力的鍛煉和提高具有不可替代的重要作用，通過現地教學，學員對工程機械的運用水平有了質的飛越，不僅局限于對某種類型某個型號工程機械的認知了解，而是真正做到對面臨任務的全面分析，對所支配工程機械的全面籌劃。這對全面強化整個過程學習效果具有顯著推動作用。

二、當前現地教學中暴露出的問題

（一）整體教學中理論與現地的結合存在問題。

在當前課程設計中，首先進行了理論講授，對工程機械運用的相關知識做了系統輔導。而后在現地教學中，組織學員隊對現地進行勘察，定下工程機械的選擇及作業方案。這種模式教學暴露出的主要問題是：由于學員進行理論學習之前沒有勘察過現地，對于即將面對的任務沒有直觀印象，因此無法將理論知識與實際相結合，沒有具體實例輔助對系統理論知識的理解，導致理論理解掌握不透不牢，實際情況把握不準不穩。

（二）綜合運用中工程機械的組合方式選擇存在問題。

當前現地教學中工程機械綜合運用方面暴露出的主要問題是：對各種類型機械的特點及用途掌握不清楚，導致面對施工任務時機械的組合選擇不合理、不科學，甚至違背了工程機械選擇的基本原則。如在構筑道路的施工現場，當道路與棄土點的距離較遠時，若只是選用推土機，沒有裝載機配合，則導致施工效率低下，人力物力浪費，作業標準不高。

（三）單裝運用中工程機械的作業方式選擇存在問題。

多數情況下，同一工程機械可能有多種作業方式，面臨的施工任務不同，施工現場情況各異，不同作業方式的選擇導致效果不同。現地教學中暴露出的問題有：工程機械作業方式的選擇墨守成規，一成不變，不能隨施工任務和施工現場情況的變化而做出相應變化，導致作業效率低下，事倍功半。

三、現地教學改進對策措施

（一）破舊立新，有機結合理論學習和實例運用。

針對當前教學中存在的理論教學與現地教學相脫節的問題，應當果斷進行調整。可以在理論教學之前，先帶領學員進行現地勘察，帶著問題進入課堂，帶著思考進行學習，必然會對理論的理解更透徹，掌握更牢固，運用更得當。同時，課堂授課方式可以適當多樣化，如采用研討式教學，調動學員的積極性，真正做到理論學習和實例運用的有機結合。

（二）全面統籌，精心籌劃工程機械組合匹配。

工程機械的組合匹配是否合理，既關系到施工進程，更直接影響機械運用效能。在現地教學中，應當引導學員立足于全局，全面規劃，統籌安排，合理選擇工程機械的種類、型號進行組合。同時，在機械數量把握上，應當結合施工作業計算和老操作手作業經驗，精心籌劃，盡可能使每一臺機械都發揮其最高效能，達到事半功倍的施工效果。

（三）因地制宜，合理選擇工程機械作業方式。

面對不同施工任務時，工程機械的選擇很重要。同樣，選定工程機械后，面對不同施工現況時，工程機械的作業方式選擇也很重要。例如，推土機基本作業過程主要由鏟土、運土、卸土和回程構成一個循環，每個階段都有不同的作業方式，鏟土方式有直線式鏟土、鋸齒式鏟土、楔式鏟土、“V”形槽式鏟土、接力式鏟土等，這些作業方式各有千秋，面對不同施工作業情況時應當仔細分析，因地制宜，才能提高機械的作業效率。

參考文獻：

[1]張友華，趙陽，馬長浩.訓練基地電磁環境應用系統構建問題研究.國防科技，2008.04.

第4篇：工程機械理論與設計范文

1工程機械虛擬仿真實驗教學平臺的總體架構

本文設計的基于互聯網和計算機虛擬仿真技術的實驗教學平臺，將理論分析與實驗教學融合于一身，能夠從理論和實踐的雙重視角分析工程機械運動的原理，利用虛擬仿真實驗平臺實現工程機械理論與實踐的統一，為工程機械專業教學活動提供了一個動態化、智能化、交互性的教學與實驗環境[8-9]。該虛擬仿真實驗教學平臺能夠通過視頻、圖像等方式將機械設備的工作過程進行動態化展現，產生更加直觀和生動的教學效果，使學生更容易掌握工程機械運動的原理。

依托于互聯網和大數據的計算機仿真平臺的突出特點是智能化，可以提供更多種類的教學模式和實驗模式；在交互性的表現方面具有強大的AI性能[10-11]，易于教師與學生的互動和交流，學生在選擇性學習方面有了更大的自主性。由于虛擬仿真實驗教學平臺的教學資源由網絡和大數據平臺提供，一方面可以保證所提供的工程機械模型的科學性、時效性和多樣化，能夠應對不同方向的教育教學任務；另一方面也提高了教學資源網絡的共享性和開放性，節約了教育教學成本。

本文設計的基于網絡與計算機虛擬仿真技術的工程機械實驗教學平臺，是在工程機械設計與機械運動原理的基礎上，結合計算機仿真技術和多媒體技術，以更為直觀和透徹的方式展現工程機械設備的工作原理。它改變傳統實驗教學平臺中過于抽象和單一的表現方式，具有更好的交互性和實驗教學效果。計算機虛擬仿真實驗教學平臺作為一種新型教育教學系統和媒介，為工程機械實驗教學提供了一個高效、穩定和經濟的教學方式。該虛擬仿真實驗教學平臺的最大特點是以虛擬3D的方式呈現，可以在虛擬與現實之間進行轉換，是多媒體VR技術在教學中應用價值的體現[12]。學生和教師都可以以用戶的身份登錄該平臺，基于輸入/輸出設備向虛擬實驗平臺傳達指令并獲取相關的結果，反饋的結果包括視頻輸出、圖形輸出和文字輸出等不同的形式。平臺還能夠依據登錄者的要求提供更加完整的實驗數據、實驗圖形及工程機械各種參數變化曲線擬合等。

工程機械虛擬仿真實驗教學平臺總體框架主要由平臺信息導入模塊、實驗教學虛擬交互系統和平臺信息導出界面等3部分構成。工程機械虛擬仿真指令從輸入界面導入，用戶的指令需要轉換為虛擬的計算機語言并進入虛擬仿真實驗教學系統。虛擬交互系統是虛擬仿真實驗教學平臺的核心模塊，按照用戶的指令提供平臺控制功能、場景虛擬功能、場景選擇功能及各種指令操控功能。平臺信息導出模塊將實驗教學虛擬交互系統模塊計算和處理過的數據信息、仿真模型以圖像或視頻的模式顯示出來，從理論和實踐兩個視角展現工程機械運動的過程和基本原理。

2虛擬仿真實驗教學平臺的基礎硬件設計

工程機械虛擬仿真實驗教學平臺由硬件系統和軟件系統兩個部分構成，其中硬件部分是實現虛擬仿真系統基礎功能的前提和保證，也是軟件功能得以實施的實物載體。

用于工程機械虛擬仿真的實驗教學平臺核心硬件模塊包括虛擬上位機、信號控制模塊、信號驅動模塊、仿真運動平臺、信號感應模塊和LED顯示模塊。當用戶開始操作平臺時，信號模塊會將用戶的要求和信息以控制信號的模式導入驅動模塊，同時虛擬上位機系統參與協同控制，共同控制虛擬仿真平臺的工作與運行。虛擬仿真實驗教學平臺除了具有必要的電機結構、聯軸器結構、臺體結構、電控裝置及運動結構之外，還通過編碼器、光柵尺、傳感器等與上位機系統連接，以虛擬現實技術為依托，實現工程機械實驗教學平臺系統的更新與變革。工程機械虛擬平臺系統依靠編碼器、傳感器等讀取用戶的指令信息，再利用信息控制模塊及平臺的電控裝置，傳導信號、輸出指令和導出實驗教學用的相關數據和虛擬模型。

3實現流程與關鍵技術

工程機械虛擬仿真實驗教學平臺的系統軟件程序設計，與系統整體框架設計及硬件模塊設計相匹配，平臺的各軟件模塊都圍繞著工程機械設計的基本理論展開。平臺軟件的實現流程包括系統用戶時域信號的分析和系統頻域特征的分析，最終通過對用戶需求的分析和平臺虛擬程序的運轉，輸出各類工程機械工作原理視頻或圖片，以達到提高教育、教學效果的最終目的。

平臺啟動后，用戶按照自己的教學需求和平臺使用規則載入原始數據，并開始進行數據轉換，提取符合工程機械標準的性能指標值及相關數字信號的空間坐標值。系統的軟件模塊和軟件實現流程能夠以程序的方式寫入平臺系統，也可以按照用戶的需求及工程機械的基本原理進行修正，以呈現出不同的信號頻域特征和工程機械模型。

虛擬仿真實驗教學平臺信號的響應速度是衡量平臺軟件系統功能性的主要指標之一。平臺系統在數據信號和系統本身固有特性共同作用下，可以將用戶的實驗目的及實驗要求轉化為最終的工程機械虛擬仿真實驗結果，并在顯示模塊中顯示出來。初始階段由用戶數據轉換過來的信號為階躍信號，階躍信號可以直接調動系統平臺的資源，但受到虛擬仿真實驗教學平臺硬件兼容性的限制。當信號無法調動系統平臺資源時，就需要將階躍信號轉變為脈沖信號。平臺的響應信號實質上由系統內部軟件程序的微分方程及其全部的解構成，在系統平臺開始進行仿真實驗的過程中，基于對仿真信號的傳遞、識別和處理，能夠得到實際的工程機械仿真模擬輸出，但在繪制信號的仿真輸出曲線時會出現一定程度的系統誤差(t)，影響微分方程正確解的總體數量，因而需要對信號傳輸誤差進行有效控制。系統信號輸出誤差的控制可以通過調整系統硬件參數設定或更新軟件程序的方法實現。虛擬仿真實驗教學平臺的頻率響應效率是影響平臺信號諧波輸入及系統穩態響應的一個重要因素，輸出曲線的正弦波相位變化及幅值的變化，是顯示虛擬仿真平臺基礎性能的重要指標之一。當進行虛擬仿真實驗時，可以通過修改信號頻率的模式，得到若干組數據信號輸出值，使虛擬仿真實驗教學平臺的誤差最小化，得到結果最為真實、準確。

在工程機械虛擬仿真實驗教學平臺的實際應用中，本文采用的UGNX虛擬技術，能夠導入各種3D模型制作軟件，具有更加良好的適配性和兼容性。在虛擬仿真實驗教學中，軟件程序的設計主要基于UGNX虛擬技術來實現，包括3D建模、3D渲染和仿真教學模型的優化。利用UGNX虛擬技術進行工程機械仿真實驗教學，基于UGNX技術優化虛擬仿真實驗教學平臺的系統屬性和軟件實現流程，并按照用戶的需求模擬真實的工程機械設備進行場景的選擇與設定，添加各種屬性和行為。

虛擬仿真軟件程序在UGNX內創建并內嵌于虛擬仿真實驗教學平臺之中，實現工程機械的3D建模。創建仿真程序需要對原始的數據信號進行標準化處理及虛擬場景的交互，導入機械設備模型的三維數據，其中工程機械設備的格式是以系統插件的形式完成的，在數據信號格式的轉換中，基于網絡和校園內部瀏覽器向平臺輸出相關的實驗教學數據，確定虛擬仿真實驗教學的實施路徑，并將最終的虛擬仿真結果以視頻或圖像的形式更為直觀地展現出來。

在工程機械虛擬仿真實驗教學中，為了提高三維展示的直觀性，工程機械內部零件都具有一定的透明度，并可以利用UGNX技術將不同的零件輔以不同的顏色，在實驗教學中有助于使用者更為細致地觀察工程機械的運行原理，認識各個內部零件之間及與設備整體的邏輯關系。與傳統的工程機械類實驗平臺相比，本文設計的仿真實驗平臺，在仿真的直觀性、準確性、交互性及實驗課堂教學效果方面都具有較大的優勢。特別是在平臺系統交互性能方面，利用UGNX技術平衡虛擬仿真平臺總體的架構與節點安排，使工程機械設備結構的各種特性都能夠全面地展示出來，顯著提高教育教學的交互性與智能性。

4實證結果與分析

4.1虛擬平臺的功能性驗證

首先驗證虛擬仿真實驗平臺的功能性。采用問卷調查的方式對使用了平臺的師生進行問卷調查，對于文中提出平臺設計的滿意度問卷調查統計情況問卷調查結果顯示，各專業教師和學生對于虛擬仿真平臺的滿意度均在95%以上，說明文中提出的虛擬仿真平臺相對于傳統平臺具有良好的功能性和實用性，能夠獲得更好的實驗教學效果。

4.2虛擬仿真平臺的性能驗證

教學實驗平臺的信號響應值是衡量系統平臺性能的重要指標，信號響應值越小則證明實驗平臺的信號響應越快速、性能越強。本文以車輛工程專業教學中的底盤設計為例，分析傳統實驗教學平臺和虛擬仿真實驗平臺的信號傳輸響應值分布情況。該基于互聯網和大數據的工程機械虛擬仿真實驗教學平臺的信號響應值被控制在±1.0之內，最高值和最低值分別為0.65和–0.65。從實驗結果可知：本文設計的虛擬仿真實驗教學平臺在系統響應時間上更有優勢，尤其是在復雜三維建模中可以提高仿真教學的效率和效果。

第5篇：工程機械理論與設計范文

關鍵詞：電氣設備；教學方法；課程改革；課程設計

0引言

所謂項目化課程，是指以工作任務（項目）為中心，選擇、組織課程內容，并以完成工作任務為主要學習方式的課程模式。項目化課程改革，以工作過程為導向的項目化課程教學模式淡化了理論的說教，可以為學生營造較為真實的工作環境，使學生在完成各個工作任務的過程中，加深對理論知識的理解，提高實踐操作技能，鍛煉綜合職業能力，提高綜合素質。工程機械電氣設備作為一門專業核心課程，也實行了課程改革。

1課程設計理念

1.1課程服務于專業人才培養目標

工程機械運用與維護專業的培養目標是培養德、智、體、美全面發展，具有與工程機械運用與維護專業相適應的文化水平與素質和良好的職業道德，掌握本專業必備的理論基礎知識、專業知識和基本技能，熟練掌握現代工程機械產品的使用、維修、安裝、調試、管理和銷售的高素質技能型專門人才。專業的典型就業崗位是工程機械維護、維修、設備管理、銷售等，這些崗位都需要具備工程機械發動機、底盤、液壓、電氣方面的知識與技能，工程機械電氣設備作為該專業的核心專業課程，是實現專業人才培養目標的必要保證。課程設計圍繞專業人才培養目標，著力于培養學生熟悉工程機械電氣系統的結構與工作原理，能對電氣系統各部分的工作狀態進行檢測、檢修，并具備一定的故障分析與排除能力。同時逐步培養學生觀察分析問題的能力，理論聯系實際解決問題的能力。

1.2尊重學生的主體地位

在教學過程中，改變以往教學中教師的主角地位，學生是課程的主人，把課堂還給學生，教學以學生為主體，教師為輔導，建立學生為中心的二元主體的互動模式。教學是教師與學生以課程為主渠道的溝通過程，是教師的教與學生的學的互動過程，通過這個溝通與互動，獲得教學相長，教學過程是教師和學生平等主體間思想和行為的對話。學習過程中，教師提出電氣系統檢修、拆裝或故障診斷任務，學生自己查找資料、制定計劃并實施。教師在此過程中只是答疑、指導、點評。而不是單純的示范、演示，從而激發學生的積極性和創造性。

1.3強化過程考核方式

采用多元化評價體系，強化過程考核，從各個項目的完成質量、平時考勤、勞動態度等多個方面進行考核。促進學生技能及職業素質的提高。

2課程設計思路

本課程設置依據是工程機械運用與維護專業典型工作崗位的工作任務對職業能力和知識的要求，典型工作崗位有工程機械維修技術員、工程機械營銷員、工程機械零部件管理員和設備管理員等。本課程按照“工學結合、工學交替”的改革思路，以常用工程機械電器系統為載體，以設備維護能力培養為中心，將現代工程機械電器系統分為電源系、起動系、柳工裝載機電氣系統檢修、柳工挖掘機電氣系統檢修四個模塊，最終是學生具備保養和維修工程機械電器系統的能力。本課程模塊結合本系實訓條件，按“任務布置、計劃、決策、實施、評估、信息反饋”一個完整的過程實施教學。教學過程做到全過程開放，主要課程內容在校內實訓基地完成，同時結合校外實訓基地完成部分模塊，通過學習環境與工作環境相結合，提高學生實踐能力，融“教、學、做”為一體，強化學生職業能力。我們設計出的項目情境用以說明本項目所要完成的任務，在能力要求中，明確本項目學生所要達到的實踐能力，在知識要求中，引導學生學習本次項目所設計的相關知識。同時給出參考學時，根據學校學期的整體安排，建議有10%的課時浮動量。

3教學效果總結

3.1學生學習主動性、積極性得到了極大提高

由于每個學習任務都是以后工作中經常遇到的工作任務，學習情景貼近工作情景，大家學習的主動性提高了；采用了多元化的過程考核方式，每個項目都要考核，每時每刻都有考核，學生一刻都不能懈怠，學習上掉隊的少了。還有很多學有余力的學生利用課余時間主動找老師請教問題，跟老師學習額外的知識和技能。

3.2學生動手能力增強了

課改以來實訓室添置了大量的實訓器材，聘請了多名來自生產第一線的實踐經驗豐富的老師傅、老專家作實訓教師，教學過程中又采用了分組教學，每個學生都有充足的動手機會，學生的動手能力提高了。

3.3課堂紀律好了

課改之后，學生不再認為學習是混文憑，而是學習謀生的技能，學習態度得到了很大改善，學習認真，積極動手，上課不再開小差，吃零食、玩手機的現象少了，遲到早退的少了。

3.4團隊意識增強了

每項任務都是小組共同完成，小組之內又有分工，大家需要團結合作，學生的團隊意識增強了，先進幫后進，共同進步。本課程設計實施以來，學生對工程機械電氣系統的維護、檢測、故障診斷等方面的能力得到了極大提高。畢業生供不應求的就業狀況以及用人單位對本專業畢業生的高度認可也從另外一個方面驗證了課程改革的顯著效果。

4結語

總的來說，我們的項目課程改革雖然還處于建設階段，還存在若干問題，但效果是明顯的，改革的方向是正確的。從已走上了工作崗位的學生的反饋信息來看，課程的改革雖還存在一些不足，但已能大大提高他們動手解決問題的實踐能力。所以，我們充滿信心，也不畏困難，努力地在推進項目課程改革的同時，不斷改進、再改進，爭取能早日探索出一條適合本專業、本課程，符合行業發展需求、學生學情的教學改革之路。

參考文獻

[1]李活.高職工程機械電氣設備課程教學改革與實踐[J].時代教育,2015.3:238.

[2]袁明新,申燚,王琪.工程導向下機械設備電氣控制課程的項目化教學改革[J].中國現代教育裝備,2013.11:42-44.

[3]王海花,鄭明軍,王軍.“工程機械”課程教學改革研究[J].中國電力教育,2010.16:59-60.

[4]杜柳青,余永維,周康渠,米林.以培養學生工程設計能力為目標的機械工程系列核心課程教學改革研究[J].教育教學論壇,2014.36:42-44.

第6篇：工程機械理論與設計范文

關鍵詞：工程機械;課程設計;關聯矩陣;課程體系

隨著我國高等教育的改革，課程設計是工程機械體系教學的關鍵。高校在課程設計時大多數是局限課本上的題，雖然書本上的題是經過嚴格的邏輯設計的，但是由于學生本身知識量的有限和對專業的認知等因素，出現“一葉障目，不見泰山”的現象,雖然學習很認真，但是不能將課程與整個體系聯系起來，使學生不知道這些知識用來干什么，怎么用。為適應科學技術的飛速發展和社會對人才的需求，我們應當進一步完善課堂教學和課程設計，更好地適應世界發展的潮流。當前教學中出現的問題主要是：教學結構單一，教學方法“僵硬”不能激發學生的學習積極性，使學生不能發掘課堂上的知識點。針對學生在教學中對知識點的認識不清，不能將整個課程體系結合起來的問題。首先應當轉變教學模式，將以前的照套課本式的教學方法轉變為興趣型的教學方式，在教學中更好地調動學生的興趣，激發學生的學習積極性。其次就是在課程設計時主要依據學生的實踐課程來設定相應的題目，既不脫離教學中的知識點也聯系了實踐理論，最后在培養目標上我們應當重視復合型人才的培養，在教學體系中對于一些關聯性課程的知識點在課堂上應當做簡單地闡述，以培養貫通社會科學，技術科學、人文科學的復合型人才為目標。

一、工程機械關聯性課程體系現狀

工程機械關聯性課程體系的類型主要是以理論為主，其中也有的是理論加實踐，如表1所示。當前大多數高等院校的工程機械關聯性課程沒有實踐訓練，只是依附于課本上的理論知識。對于有實踐訓練的課程，這些實踐缺乏創新性，內容比較簡單，甚至與理論知識缺少內在的聯系。同時機械類的課程設計主要是以齒輪減速箱為設計的對象，雖然設計所涉及的面廣，但是內容缺乏創新性，每年的課程設計大多都是相同的，所以設計的內容老化與社會實際聯系較少，從教學效果的角度看，當前的教學與設計并不能構成一個具有邏輯性的體系。不能滿足現代社會對人才質量的需求。

二、關聯矩陣法建立關聯課程模型

目前，為了更好地使關聯性課程與教學相融合，在此利用關聯矩陣法的原理，建立一種簡單的評價體系，使教師能夠更好地確定關聯性課程的重要性，在設定關聯性矩陣時每一門關聯性課程對整體教學的影響程度是不同的，這種影響程度可以通過學生對興趣來確定，這樣不同的關聯性課程就對應了不同的影響因子，這些影響因子就組成了一個體系，如果關聯性課程體系為,那么對應的影響因子就為,通過關聯性矩陣原理可知，影響因子體系應當滿足：通過關聯矩陣的逐項比較原理選出較好的方案。

三、工程機械教學體系與課程設計的建議

工程機械教學體系與課程設計必須要以現代工程教育的實際背景為前提，根據學科的特點在結合學校現有資源，在傳統的教學內容的基礎上進行創新，通過現有的實驗室和企業實習的經驗對教學體系進行整合。（1）提高學生學習積極性：所有的實踐要根據學生的興趣來設定，在實踐過程中首先需要學生對整個實踐的理論知識掌握，在自己動手去做去分析，并在做完后提出自己觀點和建議，培養鍛煉學生發現問題，解決問題的能力。（2）培養學生的創新能力：在學生進行實驗室操作的過程中，需要教師繼承并更新以往的設計題目，通過學生們自主提出問題來發掘新的思路，可以通過一個實踐引出多個題目，分層次的進行。這樣能有效的提高學生的創新能力，更好的適應21世紀對創新人才的需求。（3）開展仿真實驗：目前對于計算機的運用已經無處不在，它具有進行大量數據的運算、三維物體的動態模擬等功能，能夠高效的解決實際運算中的繁瑣問題，在實踐教學前先通過計算機對整個實踐過程進行動態模擬，對于在計算過程中出現的問題提出較好的解決方案，避免在實踐過程中出現相應的問題。（4）課程設計聯系工程實際:為了增強學生解決實際工程問題的能力，在選擇課程設計的題目時，我們可以從在工廠參觀學習的車間中選出一些覆蓋面廣且具有一定創新性的零件作為設計的對象。為了使學生更好地對實際工程問題有叫清晰的認識，我們可以邀請工廠里的工程師走進教室，對學生的設計提出實際性的問題及觸發學生的靈感。

四、總結

課程設計與教學體系的設定是高校工程機械體系教學中的一個重要環節中，教學體系的設定直接影響人才的培養。因此，以工程機械教學體系為前提，加強教學和課程設計與工程實際相結合，探索新的教學思路，激發學生學習積極性，確保學生的創新實踐能力，提高畢業人才質量。

參考文獻：

[1]朱高峰.工程教育的幾個問題探討[J].中國高等教育,2010

[2]王鑫.王靜.工程教育體系下機械設計課程實驗和實踐環節研究[J].中國電力教育，2010

第7篇：工程機械理論與設計范文

0 引言

所謂項目化課程，是指以工作任務（項目）為中心，選擇、組織課程內容，并以完成工作任務為主要學習方式的課程模式。項目化課程改革，以工作過程為導向的項目化課程教學模式淡化了理論的說教，可以為學生營造較為真實的工作環境，使學生在完成各個工作任務的過程中，加深對理論知識的理解，提高實踐操作技能，鍛煉綜合職業能力，提高綜合素質。工程機械電氣設備作為一門專業核心課程，也實行了課程改革。

1 課程設計理念

1.1 課程服務于專業人才培養目標

工程機械運用與維護專業的培養目標是培養德、智、體、美全面發展，具有與工程機械運用與維護專業相適應的文化水平與素質和良好的職業道德，掌握本專業必備的理論基礎知識、專業知識和基本技能，熟練掌握現代工程機械產品的使用、維修、安裝、調試、管理和銷售的高素質技能型專門人才。專業的典型就業崗位是工程機械維護、維修、設備管理、銷售等，這些崗位都需要具備工程機械發動機、底盤、液壓、電氣方面的知識與技能，工程機械電氣設備作為該專業的核心專業課程，是實現專業人才培養目標的必要保證。課程設計圍繞專業人才培養目標，著力于培養學生熟悉工程機械電氣系統的結構與工作原理，能對電氣系統各部分的工作狀態進行檢測、檢修，并具備一定的故障分析與排除能力。同時逐步培養學生觀察分析問題的能力，理論聯系實際解決問題的能力。

1.2 尊重學生的主體地位

在教學過程中，改變以往教學中教師的主角地位，學生是課程的主人，把課堂還給學生，教學以學生為主體，教師為輔導，建立學生為中心的二元主體的互動模式。教學是教師與學生以課程為主渠道的溝通過程，是教師的教與學生的學的互動過程，通過這個溝通與互動，獲得教學相長，教學過程是教師和學生平等主體間思想和行為的對話。學習過程中，教師提出電氣系統檢修、拆裝或故障診斷任務，學生自己查找資料、制定計劃并實施。教師在此過程中只是答疑、指導、點評。而不是單純的示范、演示，從而激發學生的積極性和創造性。

1.3 強化過程考核方式

采用多元化評價體系，強化過程考核，從各個項目的完成質量、平時考勤、勞動態度等多個方面進行考核。促進學生技能及職業素質的提高。

2 課程設計思路

本課程設置依據是工程機械運用與維護專業典型工作崗位的工作任務對職業能力和知識的要求，典型工作崗位有工程機械維修技術員、工程機械營銷員、工程機械零部件管理員和設備管理員等。本課程按照“工學結合、工學交替”的改革思路，以常用工程機械電器系統為載體，以設備維護能力培養為中心，將現代工程機械電器系統分為電源系、起動系、柳工裝載機電氣系統檢修、柳工挖掘機電氣系統檢修四個模塊，最終是學生具備保養和維修工程機械電器系統的能力。

本課程模塊結合本系實訓條件，按“任務布置、計劃、決策、實施、評估、信息反饋”一個完整的過程實施教學。教學過程做到全過程開放，主要課程內容在校內實訓基地完成，同時結合校外實訓基地完成部分模塊，通過學習環境與工作環境相結合，提高學生實踐能力，融“教、學、做”為一體，強化學生職業能力。我們設計出的項目情境用以說明本項目所要完成的任務，在能力要求中，明確本項目學生所要達到的實踐能力，在知識要求中，引導學生學習本次項目所設計的相關知識。同時給出參考學時，根據學校學期的整體安排，建議有10%的課時浮動量。

3 教學效果總結

3.1 學生學習主動性、積極性得到了極大提高

由于每個學習任務都是以后工作中經常遇到的工作任務，學習情景貼近工作情景，大家學習的主動性提高了；采用了多元化的過程考核方式，每個項目都要考核，每時每刻都有考核，學生一刻都不能懈怠，學習上掉隊的少了。還有很多學有余力的學生利用課余時間主動找老師請教問題，跟老師學習額外的知識和技能。

3.2 學生動手能力增強了

課改以來實訓室添置了大量的實訓器材，聘請了多名來自生產第一線的實踐經驗豐富的老師傅、老專家作實訓教師，教學過程中又采用了分組教學，每個學生都有充足的動手機會，學生的動手能力提高了。

3.3 課堂紀律好了

課改之后，學生不再認為學習是混文憑，而是學習謀生的技能，學習態度得到了很大改善，學習認真，積極動手，上課不再開小差，吃零食、玩手機的現象少了，遲到早退的少了。

3.4 團隊意識增強了

每項任務都是小組共同完成，小組之內又有分工，大家需要團結合作，學生的團隊意識增強了，先進幫后進，共同進步。本課程設計實施以來，學生對工程機械電氣系統的維護、檢測、故障診斷等方面的能力得到了極大提高。畢業生供不應求的就業狀況以及用人單位對本專業畢業生的高度認可也從另外一個方面驗證了課程改革的顯著效果。

4 結語

第8篇：工程機械理論與設計范文

【關鍵詞】獨立學院 實踐教學 工程機械

Research on Practical Teaching Method for Construction Machinery Major of Independent College

HE Xiangyu，Chen Shuhan

（College of Automobile and Mechanical Engineering， Changsha University of Science and Technology， Changsha Hunan， 410114）

【Abstract】In order to improve efficiency on construction machinery major of independent college， a practical teaching method was proposed. With this method students can improve practical ability and acquire new knowledge in less time. The result of practical teaching shows that this method is effective in practical teaching.

【Key words】Independent college Practical teaching Construction machinery

1.引言

教育部在《普通高等學校獨立學院教育工作合格評估指標體系》指出：獨立學院應確立“培養具有創新精神和實踐能力的應用型人才”的目標定位，明確了實踐教學在獨立學院教學工作中的重要地位。作為一種教學形式，實踐教學在學生能力培養、智力開發、創新精神形成等方面是其他教學形式無法替代的。

我院工程機械專業已有近十年的辦學歷史，就業形勢一直很好。但由于多方面原因，絕大部分課程中的實踐環節所占比重較少，導致學生的實踐能力較差，解決不了實際問題。獨立學院作為教育體制改革的產物，在體制、師資、生源等方面存在著自身的特殊性。盡管各獨立學院都以培養應用型人才為目標、強調實踐教學的重要性，但實踐教學的現實效果往往不甚理想。獨立學院學生的動手能力不如高職院校，畢業生參加工作后往往需要經過一段時間的適應才能上崗。由于受師資力量的限制，獨立學院教學計劃中安排的一些實踐課程，嚴格意義上說仍屬于理論教學的范疇。獨立學院在校內建立的實訓基地仿真性不夠，與現實工作脫節比較明顯。

因此，如何調整和改革工程機械專業的實踐教學體系，體現我院機械專業的特色，使學生在最少的時間內獲得最多、最新的知識，提高學生的實踐能力，成為“工程機械”方向人才培養的重要課題。為培養應用型高級專門人才，服務于機械行業的工程機械專業教學，我們應更加注重培養學生的實踐能力、創新精神和綜合素質，深入開展實踐教學改革，進行實踐教學體系創新與實踐的研究，這對于推動獨立學院工程機械專業教學質量，培養高素質的應用型高級專門人才、直接為地方和機械行業經濟建設服務，具有十分重大的意義。

近幾年隨著我國特別是湖南省工程機械行業的飛速發展，對于高素質的工程機械專業的人才需求增長很快。然而工程機械專業實踐教學體系存在一些問題。國內外的許多教育工作者進行改革和嘗試。美國工程技術認證委員會（ABET）對機械工程類領域本科專業評估標準，分別從知識、能力、社會意識和交流合作等方面作了具體要求，也可以看成是對一個現代工程師基本素質的要求。各種能力包括學習能力、分析能力、設計能力、綜合能力、解決實際問題能力、表達與交流能力，能力的培養在機械專業教育任務中是相當重要的。美國經過調查研究，得出“擁有最優秀工程人才的國家，就擁有具備相當優勢的經濟和工業的核心要素”結論，提出“回歸工程”、“重構工程教育”的口號。以麻省理工學院為代表，重新引導美國的工程教育從科學向工程回歸。教學上通過增加工程實踐訓練，增加設計內容，以增加學生工程經驗。日本則明確地提出，工科大學四年一貫制的課程體系的核心是“工程”，四年的教育過程要始終圍繞工程和聯系工程實際進行。工科大學的工程教育是教學的首要問題。德國的培養模式堪稱國際高等工程教育的典范。工程師就是解決工程中遇到的各類實際問題，德國模式除課堂學習外，還強調工程設計和實踐，大學提供給工程界的是訓練有素的工程師。然而，歐美國家的教育方式需要大量實踐裝備和企業的合作，這些資源要求我們不具備，不能照搬。然而其思想理念可以借鑒。

2.課程群理論實施方法與途徑

2.1 改革目標。

通過整合資源、優化體系，形成一整套新的、具有我校特色的工程機械專業實踐教學體系，適合我校“面向國家經濟建設和社會發展，培養基礎寬厚、實踐能力強、綜合素質高、具有創新意識和社會責任感的應用型高級專門人才”的培養目標，培養學生從事工程機械行業工作的業務水平，從整體上提高人才質量。

2.2 實施的內容。

2.2.1 深入實踐體系相關知識的內在聯系，整合工程機械專業實踐課程的內容，優化相關課程的體系結構，選擇或編寫相關教材，重新編寫教學大綱，調整學時。

2.2.2 在課程體系改革的基礎上，充分利用、整合、完善現有的實驗條件，進行實驗體系結構的整合、優化。經過近幾年的投資建設，工程機械專業實驗室已初具規模，但是利用率卻不高。由于課堂教學中安排的實驗課時較少，學生沒有時間進行綜合性的實驗，導致一方面學生動手的興趣得不到滿足，另一方面實驗室的設備被閑置。將“電液控制”、“液壓與液力傳動”、“CAD/CAM”實驗室有機結合起來，協同工作，變以前驗證性、參觀性為主的實驗為綜合性、設計性、開放性的實驗，提高學生積極性，培養學生的實際動手能力。

2.2.3 改革教學方法，緊密跟蹤工程機械專業前沿知識，以工程實例為驅動，強調知識的應用背景，提高學生學習的積極性，培養學生應用知識的能力。

2.3 實施的方案。

2.3.1 組織相關課程教師和專家，展開對工程機械專業實踐相關知識關系和重要性的研究，理順各知識的傳授順序，探討以工程應用為背景，以培養學生實際問題分析解決能力為目的的教學方式和方法。這部分研究以調研、組織教師相互聽課并展開教研討論來實施。

2.3.2 在前面工作的基礎上，進行工程機械課程體系教學內容的改革，重構課程的名稱、內容，適應當前學校對培養計劃的規定，刪減陳舊和重復的知識，增加綜合問題和前沿技術的內容。這部分工作可通過重新選擇教材和自編講義，重新修訂大綱來實現。

2.3.3 新課程體系下進行實驗、實習環節的改革。以工程實踐能力培養為主線構建實踐教學內容體系，充分利用社會、企業和學校資源，進一步建設和完善專業實驗室、校內外實踐教學基地，使實踐教學的內容、時間、效果等方面有充分的保證，提高教學質量。

2.3.4 新課程內容體系下進行教學方法的研究，緊密跟蹤工程機械領域前沿知識，以應用能力、創新能力的培養為目的，改革傳統的“填鴨式”教學模式，提高學生學習積極性。

2.4 教學效果評價。

工程機械專業的鮮明特點在于，授課理論與實際習題差距較大，學生往往感覺將理論掌握好了，做題卻難度較大。這是由于工程機械專業與實際應用聯系緊密，如何將所學理論應用到實際問題存在較大難度。

為了能夠更好的評價教學效果，作業與實踐評價往往成為一個重要指標。同時，為了保證不同層次學生的學習效果，可將作業分成三個部分。第一部分作業是基礎作業，這一部分主要基礎較弱學生，使該層次學生通過努力，完成該部分作業，達到教學目標。第二部分為鞏固類作業，主要根據教學大綱，采用中等難度習題，主要用來鞏固所學知識；第三部分為深化類作業，主要針對層次較高學生，習題難度較高，可拓展學生思維的廣度。

教學中期考查是教學效果評價另一重要方法。在課程過半以后，可拿出一節課的時間，考查學生前半部分的學習效果，并根據考查成績及時調整每個的學習方法。同時，由于不同層次學生考查結果，要考慮到他們差異性，給與及時的鼓勵和表揚。對于學生的任何點滴進步，都要給與積極的肯定，有利于不同層次學生同時獲得最佳的學習效果。

3.結論

為了提高工程機械專業教學中的效果，提出了課程群理論與實踐教學體系方法。該方法緊跟機電控制課程的最新進展，體現我校機械專業的特色，使學生在最少的時間內獲得最多、最新的知識，提高學生的實踐能力，在實際教學中獲得了良好的教學效果。

參考文獻

第9篇：工程機械理論與設計范文

[關鍵詞] 試驗臺 現場試驗 室內試驗

近年來，我國的公路建設一直在迅速的發展，特別是我國目前正在努力進行聲勢浩大的西部大開發，要把占我國國土面積71.4%、人口為3.5億的西部地區發展起來，逐漸與東部發達地區相接軌，最首要的問題之一就是交通問題，而要解決交通問題就得修建大量的公路，這就使工程機械需求量也迅速增加，所以工程機械面臨前所未有的機遇及技術挑戰。在施工過程中，施工機械很容易受到外界因素的影響,如施工時的天氣、施工時的環境等方面的影響，給施工質量和進度造成一定的影響。例如：在高原作業的工程機械就必須在現有基礎上加以改進以適應高原地區大氣壓力低、空氣稀薄含氧量低、凍土層厚、氣候干燥、風沙塵土大等特殊環境。我國對公路質量要求的提高也對現有的工程機械提出了挑戰。因此，必須對工程機械做技術性改進，讓其既能適應各種復雜多變的工作環境又能滿足高質量公路的要求。對工程機械的技術改進應該以大量試驗為依據[1]。

1.現場試驗

我們可以通過現場試驗的方法對工程機械的各項技術性能進行研究，而使機器在現場作業的條件下進行試驗并且直接測定并記錄能夠反映機器動態性能的各項參數的時域函數的試驗就是現場試驗。

現場試驗的優點是，試驗是在實際工作條件和實際工況下進行的，這樣做出的試驗結果將會最為真實地反映機器的實際作業性能。而且由于不需要很復雜的模擬加載裝置，所以現場試驗所要求的試驗手段就會相對簡單的多。

現場試驗的缺點是，現場試驗條件比較惡劣這樣就會限制某些精密儀器的使用；因為每次現場試驗的條件很難達到完全相一致，所以其結果的可比性及重復性也就相對比較差。為了解決這個問題，我們在要求保持現場試驗條件一致性的同時，又要盡可能保證重復多次進行同一的試驗過程。而保證土質條件的一致性和機器的作業方法得模型化則是為了保持各種試驗條件的一致性，這個可按圖1.1所示之作業模型進行工作。在圖中整個工作循環被分解為鏟刀切入、定深集土、鏟刀退出、水平運土、卸土、倒退等工序組成。在推土機作業時，各工序所占有的水平距離應盡可能保持規定之數值，推土過程應盡量保持滿鏟作業和最大的運土量，各工序之速度檔位應保持一定[2]。

然而就算嚴格控制使各種實驗條件盡可能一致，但是對于現場試驗來說它的隨機性仍很大這是由于現場條件下這樣或那樣等偶然因素的影響還是相當大的。所以，如果采用現場方法就必須多次重復同一的試驗過程，以便于能從概率統計特性的角度來描述機器的動態牽引性能。在利用這一方法時，一個重復的問題是：確定最少需要多少試驗樣本，才能顯示出試驗總體的概率統計性質。顯然，這是一個隨機過程的平穩性檢驗問題。

盡管我們在現場試驗條件下所取得的試驗數據會給實驗結果帶來離散性，但是使同一試驗過程重復多次進行還是可以從概率統計特性得出結論，這也將為我們人工模擬機器的負荷工況提供最原始的數據和依據，以便在實驗室條件下進行更為深入的實驗研究。

從對現場試驗優缺點的分析中我們可以得出，現場試驗并不能完全滿足工程機械工作裝置的試驗要求，所以有必要進行室內試驗，并研制室內實驗設備。

2.室內試驗

因為現場試驗無法克服的缺陷，所以現代實驗技術的一個顯著的發展特征就是要求有相應的試驗臺可以將現場試驗移至實驗室來加以重復實現。模擬加載的特點是一方面可以使同一的試驗條件可以重復出現多次，另一方面又能保證試驗條件的隨機性，因而完全相同的隨機作用可以作用于不同的機器，這將使試驗結構的可比性在很大程度上得到改善。

室內試驗能夠很好的保證同一的負荷工況和試驗條件且能使其重復出現，這是室內實驗的明顯優點；室內試驗可以使精密的儀器設備得到很好的使用，而在現場試驗中，由于惡劣的環境所以使得精密儀器的使用受到很大的限制[3]；而且在室內試驗我們可以保持某些因素不變，而人為的變動其他因素，這樣可以更好的分析某個特定的因素對機器性能的影響。

室內試驗的缺點是實驗室試驗不可能做到完全復現現場作業時的使用條件和負荷工況，特別是行走機構與地面之間的相互作用。此外，實驗室試驗通常需要復雜的試驗臺架和昂貴的設備投資[3]。

3.國內外工程機械試驗研究的現狀

為了改進工程機械的性能和提高作業質量，要求對工程機械進行模擬試驗研究，另外，當今出現的許多路面施工新技術，例如RCC路面的鋪筑技術，沙漠道路施工機械、雙滾筒烘干拌和、烘干篩分組合技術、振動拌和技術、新的振蕩壓實和沖擊碾壓技術、路面再生技術等等，都需要從工作裝置與介質相互作用的試驗研究中獲得理論上的支持，以便更好地掌握它，并進一步改進和發展，使之應用到工程技術中去。

國內早期進行實驗用的機器動態性能試驗臺，既可以是供整機試驗用的也可以是部件的（例如變速箱、發動機等）的試驗臺架。動態性能是指機器在動態工作載荷不斷變化的條件下所顯示出來的燃料經濟性和動力性。而供整機試驗來用的臺架，最常見的形式是履帶式或轉鼓式試驗臺。這種試驗臺是按相對運動的可逆性原理制成的。機器在試驗臺上將停著不動，而地面則以行駛著的轉鼓或履帶的形式向機器的后方移動。為了保持機器不向前運動，在水平面內通過測力計將它固結在不動的機架上。機器的有效牽引力即由這一測力計感受，而在轉鼓或履帶鏈輪的輸出軸上則裝有制動裝置，可進行加載和測功。機器行駛時的風阻力可以利用風洞來模擬，氣候條件可以通過人工氣候室來實現。但是不好人工模擬行走機構與地面間的滑轉和附著狀態是這類試驗臺架的共同缺點。此外，由于履帶和轉鼓的巨大慣量，所以想要很好的模擬變化迅速的負荷工況也是非常困難的。所以，進行相對較穩定的牽引性能試驗時我們采用整機性能試驗臺，而用總成試驗臺架來研究機器的動態性能。

研究工程機械工作裝置與介質相互作用過程的物理、力學本質是工程機械設計和使用的理論基礎，對于強化機器的作業過程、提高生產效益、工作性能和作業質量，以及創造全新的工作過程是十分重要的。因此，長期以來一直是國內道路施工機械科學技術進步的一個重要研究方向。

多年來工程機械動態性能研究主要集中在鏟土運輸機械的牽引作業過程，但對于許多工程機械來說機器的加速、制動、轉向的動力學過程同樣具有重要意義。此外，某些工程機械，例如對路面鋪筑機械來說，工作阻力的波動主要并不在于影響機器的生產率或功率利用，而更重要的是對作業質量的影響。工程機械工作裝置與介質相互作用機理和作業質量控制是研究機器作業過程中工作裝置與介質相互作用的規律、工作裝置作業參數的優化和作業質量的控制方法與技術。工程機械工作裝置與作業介質相互作用的研究作為原有動態性能研究的延續、擴展和深化，一方面可在研究鏟土運輸機械動態特性的基礎上將某些成果移植至其它工程機械上去，另一方面可根據不同機械的工作特點作出進一步的發展，并開拓出一系列新的研究課題來[4]。

國外對工程機械試驗也很重視。例如日本建設機械化研究所，它是日本建設機械化協會的下屬組織，成立于1964年10月。該所是為建設工程機械化健康發展而設立的制造廠家與用戶共同的試驗機關，負責建設機械與機械化施工的綜合性實驗研究。該所最初以建設機械的性能試驗為業務中心，隨著時間的推移業務內容逐漸擴展，最近已擴大到建設機械化的全部領域。研究所在實施研究過程中，將理論計算與現場計測、模擬試驗與實體試驗、野外作業與室內分析等手段相結合同步進行。為了便于開展實型試驗，該所擁有包括周長為800m的實驗跑道、巖石試驗場地、松軟地基試驗場地等試驗廠區。

前蘇聯在20世紀70年代中期以國立拖拉機研究所為主，開始大力加強農業拖拉機牽引動力學之理論和試驗方法的研究。這一新的研究方向向工程機械領域的擴展，首先涉及像自動平地機那樣的連續作業式鏟土運輸機械。對于這些機械來說，比較容易借助于農業拖拉機牽引動力學研究的許多結果。對于像推土機那樣的循環作業或鏟土運輸機械，由于作業方式存在著一系列不同于連續作業機械的特點，機器的動態過程也有著許多不同于后者的特殊性。因此，直接引用農業拖拉機在這一領域的某些現成結論，顯然是不適宜的。這就需要很好地研究推土機實際作業動態過程的特點。關于循環作業鏟土運輸機械牽引動力學和動態性能方面的系統研究，在國外是20世紀80年代初才開始的，在這方面我國的研究工作開展得也不晚，并已取得了一些初步的結果。

因為液壓技術及可更換連接裝置的誕生使現在工程機械的發展趨勢在朝著系列化、特大型化發展的同時，已進入多用途、微型化的發展階段。而且電子化與信息互動也被更多的應用于工程機械中。為了進行這方面的試驗研究，所以這就要求工程機械室內試驗及裝備必須能滿足這方面的要求。

4.室內試驗設備課題的提出及課題的意義

國內最大的室內土槽試驗室，該土槽試驗室可以進行原型試驗或工程機械模型試驗這在國內也是少有的，該土槽試驗室能進行各種工程機械工作裝置與工作介質相互作用過程的實驗，利用該土槽試驗室已完成多項省部級重大科研項目，其研究成果在國內處于領先水平，所以今后應該繼續充分利用該土槽試驗室。

隨著科學研究層次的逐步深入和研究范圍的不斷擴大，實驗室原有的工程機械工作裝置模擬試驗設備已不能滿足需要，其原因是原試驗設備的動力僅為20kW，遠遠不能滿足目前大功率工程機械試驗的需要；原試驗設備為電力傳動，受其速度特性和動力特性的限制，無法模擬當今流行的工程機械全液壓傳動，無法實現無級變速控制，速度穩定性及動力自適應性差；受機重、功率及行走機構形式的限制，其牽引力無法滿足大負荷鏟土運輸機械工作過程模擬的需要；該設備所附設的能進行試驗的工程機械工作裝置種類太少，目前僅有振動振蕩壓實輪和拌和銑刨轉子兩種，遠遠不能滿足多種工程機械工作裝置與工作介質相互作用過程研究的需要。目前需要增加公路施工的常用工作裝置，尤其是要增加特殊土壤壓實裝置和隨車密實度檢測系統；原設備機架橫梁剛度不夠，運行時變形抖動較大，無法承受大負荷工作裝置的工作阻力。

為了更好的進行工程機械動態牽引性能研究、地面力學與行駛理論研究、工作裝置與介質相互作用理論研究、作業質量控制研究等，非常有必要研制工程機械多功能試驗臺。而且試驗臺車應該具有以下幾大功能：可以提供動力源為多種工作裝置；可以懸掛多種工程機械的工作裝置，并可以對工作裝置的性能參數及作用機理進行研究及優化；可以作為負荷臺車作用于各種牽引車，且能施加各種牽引負荷對各工程車輛。

建立和研制工程機械多功能試驗臺具有非常重要的意義。首先，工程機械各工作裝置與其作業介質（如材料、土壤）的作業質量控制、性能參數的選擇、作業機理都是一個擁有著廣闊市場前景且具有很高的學術價值的研究領域，但這在國內同行的研究中并不多見；其次，為了使我國的工程機械專業緊跟世界先進水平繼就必須關注工程機械行業新的技術發展。

參考文獻：

[1]西安公路學院等. 科學技術研究報告[R]. 1984.

[2]秦四成, 張盾， 黃海東等. 推土機作業過程的現場試驗[J].建筑機械, 1995, 10: 23-24.

[3]馮忠緒. 工程機械理論[M]. 北京：人民交通出版社, 2004: 50-132.

[4]楊士敏，張鐵. 工程機械地面力學與行駛理論[M]. 西安： 陜西科學技術出版社, 2000: 1-211.

[5]秦四成, 荊寶德， 高秀華. 推土機動態性能的試驗方法研究[J]．農業機械學報, 1998, 29(1): 38-41.