三维建模在飞机专业制图课程中的应用

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摘 要:掌握飞机结构图纸的识读是飞机制造从业人员的基本要求,文章分析了飞机专业学生在制图课程中遇到的问题,提出在教学中引入三维建模建立虚拟仿真环境,帮助学生理解掌握课程内容.

关 键 词:航空识图三维建模实物模型虚拟环境

中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)12(b)-0168-01

《机械制图与航空识图》课程是我校飞机制造技术专业的一门专业基础课.飞机制造技术专业主要培养的是能适应21世纪我国航空行业需要,能够从事飞机结构制造、维护和修理工作的高素质技能型人才.

顺利识读航空图样是本专业毕业生必须具备的能力,该门课程主要对机械制图基本理论知识和航空制造方面制图的特殊要求予以讲授.教学中注意了机械知识和航空制造的结合,在教学中发现学生普遍存在的一些问题,利用传统的教学方法不能很好解决,所以引入三维软件建模辅助教学.


1教学中发现的问题

(1)学生空间想象能力较弱.培养初步的空间观念是发展空间想象力的基础,是教学中的一项主要任务.而在现实的学习活动中,学生往往缺乏的就是想象力,三面投影的学习成为他们学习的难点,这一部分知识成为他们学习中最薄弱的环节.在以往的教学活动中,在教师讲解基础上,使用挂图和教具等手段帮助学生思考和理解,起到很好的辅助作用.但是挂图和教具有制作周期,在新产品日新月异的现代,这种实物的手段存在严重滞后性,已经不能满足现代教学的需求.

(2)学生对装配体工作原理理解较弱.这门课程开设的时间是大学第一学期,学生刚来学校,没有参加过金工实习,对机械工具和零件都很陌生,对于陌生的机器的工作原理理解非常困难.识读装配图的一个重要方法是联想法,是通过装配图零件或装配体的名称来联想它的功能和工作原理,而学生现在并没有更多的知识积累,联想无从谈起.

(3)课本与本专业毕业生岗位需求有距离根据本专业的人才培养目标,要求我们的毕业生能够识读航空机械相关图样,要求普通机械图样和航空机械图样有机结合,但是我们到目前为止还没有专门用于飞机专业的制图教材,所以为了与飞机制造专业贴合得紧密,我们在教学实践中必须要努力将两方面知识结合起来,并且能更多的讲述飞机制造单位相关情况.要想更多了解飞机制造单位的情况,能让学生走进工厂去体验是最佳的选择,但是进厂实习存在很多困难,同时也是费时费力的事情.

2教学中三维软件建模的应用

针对上述问题,我们尝试在教学中引入三维软件建模.利用多媒体课件,大量制作物体的三维模型,让学生在教室中看到飞机制造单位所使用的工具,制造的零件,营造真实的工作情境.教学中三维软件建模的应用主要有三个方面.

(1)辅助学习制图基本原理、辅助识读零件图和装配图.识读机械图样的基础是投影知识,三面投影的学习是学习的难点,更是学生学习中最薄弱的环节.二维和三维之间的相互转换是学生必须跨过的一道坎.教学中运用实物帮助学生理解和想象是有必要的,但是我们的教具种类是有限的,教具数目也是有限的,并且教具不能跟上时展的脚步,更新较慢,所以使用三维软件建立实物模型,结合多媒体课件,取代教具制作是必然的.

实物模型可以辅助学习制图基本的投影原理,零件实物模型辅助识读零件图,装配体实物模型和它的装配及工作过程可以辅助识读装配图.

(2)辅助认识飞机制造行业.在课堂上给学生观看使用三维软件制作的飞机制造行业特有的工具和零部件,这些实物在日常的生活中是很难见到的,而通过三维软件建模,学生很全面的看到了,并由于是三维立体,非常真实,所以印象深刻.如图1所示.

另外使用三维软件制作动图,非常清晰的演示飞机组件装配过程,学生不仅从中学到了知识,也对这种方式非常感兴趣.

(3)虚拟工作的情境.使用三维仿真软件可以建立虚拟仿真的飞机制造单位生产车间,可以看到工作的工人,具体的工作,看到真实的工厂实际,这可以取代工厂实习,节约成本,同时给予学生统观全局的机会.

3结论

引入三维建模辅助教学取得了较好的效果,帮助学生培养了空间想象力,完成从三维实体到二维图样,再从二维图样到三维实体的顺利转换;通过三维模型,学生认识更多的机器,见到飞机制造单位真正的工具和零部件,看到虚拟仿真的工作情境,这为他们学习,为了将来更好的开始工作做好准备.

在教学实践中三维软件建模的辅助作用是非常重要的,我们应用更加充分利用现代化教学手段,努力在教学中更多的采用与未来岗位相关的例子,并且应该组建团队进行虚拟仿真工作,这必将会使我们的教学开展得更加有声有色.

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