第一篇：反應(yīng)塔冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中數(shù)值模擬的應(yīng)用論文

0引言

閃速爐是一種冶煉設(shè)備，能夠高效處理一些粉狀硫化礦物。這種設(shè)備主要由精礦噴嘴、反應(yīng)塔、沉淀池以及上升煙道四個(gè)部分組成。反應(yīng)塔主要位于沉淀池的上方，其中進(jìn)行熔煉反應(yīng)。反應(yīng)塔的長(zhǎng)期環(huán)境都是高溫，受到煙氣與熔體的雙重沖涮，會(huì)受到比較嚴(yán)重的腐蝕。工作人員為了減少反應(yīng)塔受到的損害，使用冷卻系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)塔進(jìn)行降溫?，F(xiàn)對(duì)反應(yīng)塔冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的數(shù)值模擬情況進(jìn)行分析，并總結(jié)如下。

1數(shù)值模擬的建立

反應(yīng)塔中的反應(yīng)過(guò)程非常復(fù)雜，尤其是高溫?zé)煔馀c爐外空氣之間的熱傳遞，其中發(fā)生的反應(yīng)是高溫?zé)煔馀c爐體內(nèi)壁的對(duì)流，內(nèi)部溫度的平衡，以及輻射換熱等。反應(yīng)塔中這種反應(yīng)，需要熱量的相互傳遞，還會(huì)受到內(nèi)部材料熱量的影響。冷卻系統(tǒng)的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻水與冷卻元件之間的熱量置換[1]。這個(gè)過(guò)程具有結(jié)構(gòu)和傳熱機(jī)理方面的對(duì)稱(chēng)性，從實(shí)際上分析冷卻單元之間，并沒(méi)有熱量的轉(zhuǎn)換。工作人員要通過(guò)爐體冷卻單元進(jìn)行建模，其三維模型要采用fluent軟件進(jìn)行計(jì)算。在本次研究中，主要應(yīng)用的模型是熱傳導(dǎo)模型，選取控制容積法進(jìn)行運(yùn)算。該模型的研究對(duì)象是反應(yīng)塔爐體，要深入分析其對(duì)稱(chēng)性，然后選取一半冷卻單元作為研究對(duì)象，分析需要求解的集合模型，對(duì)幾何模型網(wǎng)格劃分進(jìn)行分析。

2計(jì)算結(jié)果與分析

工作人員要在實(shí)際生產(chǎn)中，選取常用的工藝參數(shù)冷卻水量2.5t/h(對(duì)應(yīng)進(jìn)水速度為1.5m/s)，進(jìn)水溫度為25℃。基于此，要進(jìn)行分析和計(jì)算，建立冷卻單元三維數(shù)值模型，分析求得Z=0面的溫度場(chǎng)分布。從計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，冷卻單元的冷卻效果良好，工作人員不僅能對(duì)冷卻元件進(jìn)行局部設(shè)置，還能夠控制冷卻元件周?chē)哪突鸩牧蠀^(qū)域溫度。針對(duì)冷卻元件和煙氣接觸面的溫度，冷卻元件具有較好的降溫效果，能夠促進(jìn)內(nèi)壁掛渣的形成。這是冷卻元件常使用的功能之一。在實(shí)踐中，低溫區(qū)域能夠延長(zhǎng)耐火材料的壽命，并促進(jìn)反應(yīng)塔掛渣的形成，確保反應(yīng)塔得到更好的保護(hù)。工作人員在數(shù)值的模擬計(jì)算中，還能得出冷卻水的出水溫度為31.4℃，溫升為6.4℃。根據(jù)這個(gè)冷卻水熱量，其釋放了8876W，冷卻單位損失的熱量為8900，冷卻水帶出熱量占總的熱損失量的99.73%。根據(jù)此，冷卻單元的熱量主要是被冷卻水帶走，很少會(huì)通過(guò)外壁散熱，所以在冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，冷卻水帶出熱量的計(jì)算非常重要。在這個(gè)過(guò)程中，要促使鋼板維持在較高的溫度，不會(huì)影響反應(yīng)塔的使用性能。冷卻水帶出的熱量，會(huì)因?yàn)槔鋮s水的進(jìn)水速度的增大而增大。但是這種增加的情況比較微小，很難分辨。尤其在冷卻水進(jìn)水速度將至0.525m/s以下，冷卻水帶出熱量一直恒定。由此可以得知，冷卻強(qiáng)度會(huì)隨著冷卻水量的變化保持不變，從Q=cmΔt可知，冷卻水的出水與進(jìn)水溫差與冷卻水的進(jìn)水量成反比。上圖的曲線(xiàn)，符合這種比例關(guān)系。工作人員在冷卻水的進(jìn)水速度減少的情況下，要把握冷卻水進(jìn)水溫差和出水溫差，避免水溫過(guò)高。所以在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，不能將冷卻水量設(shè)計(jì)的太小[3]。冷卻水帶出熱量與冷卻水進(jìn)水溫度的關(guān)系，工作人員能夠推測(cè)出，冷卻水進(jìn)水溫度的增加，會(huì)降低冷卻水帶出熱量減小。如果減小的幅度比較小，或是溫度沒(méi)有變化，那么冷卻單元的冷卻強(qiáng)度會(huì)隨著冷卻水溫度的變化保持不變。

3結(jié)語(yǔ)

數(shù)值模擬在反應(yīng)塔冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要進(jìn)行建模計(jì)算，更加準(zhǔn)確研究冷卻系統(tǒng)，主要的結(jié)果是冷卻單元的效果較好，能夠促進(jìn)反應(yīng)塔內(nèi)壁掛渣的形成。冷卻水會(huì)帶走冷卻系統(tǒng)的散熱損失，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)與計(jì)算冷卻單元冷卻水溫升帶出熱量。工作人員針對(duì)冷卻系統(tǒng)的總循環(huán)水量與溫升，以及冷卻單元的冷卻強(qiáng)度與冷卻水的進(jìn)水溫度，都需要深入的分析，找準(zhǔn)關(guān)系，增加冷卻強(qiáng)度。在本次研究中模型忽略了反應(yīng)塔內(nèi)壁掛渣的影響，掛渣的形成機(jī)理以及掛渣對(duì)反應(yīng)塔冷卻系統(tǒng)的影響，所以在反應(yīng)塔的冷卻系統(tǒng)研究中，要將其當(dāng)作下一步工作。

第二篇：多媒體在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用論文

多媒體在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

穆占彪寧夏西吉縣職中 電子

摘要：模擬電子技術(shù)是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，其理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，長(zhǎng)期以來(lái)，就造成了學(xué)生感到入門(mén)很難,教師也抱怨該課程難講。隨著多媒體技術(shù)的普及，人們利用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)已經(jīng)成為教學(xué)體系中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。下面我就將“多媒體在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用”體會(huì)作一闡述，并且對(duì)多媒體技術(shù)在電子技術(shù)教學(xué)應(yīng)用中存在的弊端與提出的幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；多媒體教學(xué)；傳統(tǒng)教學(xué)

模擬電子技術(shù)是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)比較重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，因?yàn)槔碚撔院蛯?shí)踐操作性都很強(qiáng)，對(duì)于初次接觸的學(xué)生來(lái)說(shuō)，該課程全新的知識(shí)體系肯定是陌生的，因此很難輕松的掌握嚴(yán)格的理論和實(shí)踐相結(jié)合的分析處理手段，從而產(chǎn)生畏懼心理，對(duì)于聽(tīng)課但無(wú)法及時(shí)掌握知識(shí)的學(xué)生，容易處于急躁或迷茫的狀態(tài)，以致于學(xué)生學(xué)得索然無(wú)味，缺乏學(xué)習(xí)的積極性。而另一方面，傳統(tǒng)的教學(xué)方法使得老師們也感覺(jué)有些力不從心，很頭疼。隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的進(jìn)一步推廣以及素質(zhì)教育的深入實(shí)施，多媒體技術(shù)已廣泛進(jìn)入課堂。多媒體教學(xué)具有直觀(guān)形象、聲畫(huà)并茂、視聽(tīng)結(jié)合、生動(dòng)有趣的特點(diǎn),能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境,并以境激情、以境引趣、以境助學(xué)、以境促知,使學(xué)生學(xué)得快,理解得透,從而達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。所以,在電子技術(shù)教學(xué)中充分利用多媒體是教學(xué)改革的必然。很顯然，多媒體教學(xué)手段在激發(fā)學(xué) 1

生學(xué)習(xí)興趣、開(kāi)發(fā)學(xué)生智力、提高課堂效率、優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)方面確實(shí)起到了關(guān)鍵作用。那么，在課堂教學(xué)中，怎樣才能科學(xué)合理地設(shè)計(jì)和組織好多媒體教學(xué)活動(dòng)，獲得理想的教學(xué)效果成為現(xiàn)代教學(xué)中的關(guān)鍵問(wèn)題。

現(xiàn)根據(jù)以西安電子科技大學(xué)出版社出版、江曉安老師編寫(xiě)的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》為腳本，結(jié)合使用課件教學(xué)的體會(huì)，探討多媒體課件的有效使用方法和其產(chǎn)生的問(wèn)題及建議。

一、充分發(fā)揮多媒體聲畫(huà)并茂的教學(xué)優(yōu)勢(shì)

（一）畫(huà)的使用使教學(xué)變得生動(dòng)和直觀(guān)

《模電》）被公認(rèn)俱到多、精講提練少；各種組態(tài)電路多、功能電路少為電子技術(shù)基礎(chǔ)課中的難點(diǎn)。各種分析計(jì)算無(wú)一漏掛，但卻缺乏濃縮提煉。也就是說(shuō)模擬電子技術(shù)課程有大量的相對(duì)復(fù)雜而抽象的概念，在這樣的知識(shí)面前，再生動(dòng)的語(yǔ)言和平面的板書(shū)，都顯得十分蒼白，如果把難懂的概念變成具體的可觀(guān)察的畫(huà)面、圖形，從而把過(guò)度抽象的知識(shí)直觀(guān)演示出來(lái)，將會(huì)事半功倍。

如關(guān)于P-N結(jié)的形成及單向?qū)щ娦越虒W(xué)、晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)過(guò)程等涉及到器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)中載流子的運(yùn)動(dòng)，相對(duì)比較抽象，利用傳統(tǒng)的教學(xué)手段總是不能使學(xué)生很好的理解，現(xiàn)在可通過(guò)動(dòng)畫(huà)直接給出內(nèi)部的載流子的具體運(yùn)動(dòng)情況，使得講授和學(xué)習(xí)變得生動(dòng)和直觀(guān)。而對(duì)于一個(gè)基本放大電路中各點(diǎn)的瞬時(shí)電流、電壓是如何圍繞著靜態(tài)工作點(diǎn)隨著輸入信號(hào)變化而變化等這些內(nèi)容，以往我們?cè)谡n堂上給學(xué)生描述時(shí)感到既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，現(xiàn)在借助多媒體課件后，只需

通過(guò)動(dòng)畫(huà)就能動(dòng)態(tài)地演示各點(diǎn)的瞬時(shí)電流、電壓圍繞著靜態(tài)工作點(diǎn)隨著輸入信號(hào)變化的情況以及當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)變化時(shí)輸出波形失真情況。.這樣，學(xué)生就能對(duì)這部分內(nèi)容形成一個(gè)完整、清晰的概念，從而使得這部分內(nèi)容講起來(lái)變得輕松和省時(shí)。

（二）多媒體仿真軟件的使用以及理論與實(shí)踐的聯(lián)系更加密切理論性強(qiáng)是模擬電子技術(shù)課程的一個(gè)顯著特點(diǎn)，以往很多同學(xué)直到課程學(xué)完都還不能真正理解放大電路的實(shí)際應(yīng)用，覺(jué)得那只是書(shū)本上的東西，每次就在紙上根據(jù)公式計(jì)算靜態(tài)和動(dòng)態(tài)參數(shù)，而對(duì)于電路在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用卻知之甚少。實(shí)踐性教學(xué)給學(xué)生提供一個(gè)消化、理解、應(yīng)用理論知識(shí)的環(huán)境，同時(shí)也是知識(shí)創(chuàng)新的環(huán)境，是培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力的有效途徑。如在放大電路的內(nèi)容講解的過(guò)程中利用功能強(qiáng)大的仿真軟件，軟件如PROTEL99SE，Proteus 6 Professional，PROTE2004 sp2 dxp等來(lái)仿真既使得學(xué)生對(duì)電路中各種元件的作用有深刻的認(rèn)識(shí)，又會(huì)讓學(xué)生對(duì)小信號(hào)的放大有更直觀(guān)的了解。在電子技術(shù)高速發(fā)展的今天，新電路、新電子器材不斷涌現(xiàn)，也不會(huì)因?qū)嶒?yàn)條件限制而無(wú)法及時(shí)地滿(mǎn)足各種實(shí)驗(yàn)的需要。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不但鞏固了學(xué)過(guò)的基本原理，學(xué)習(xí)了電路的調(diào)試方法，而且掌握了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)電子線(xiàn)路的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)。

而在我們講授有關(guān)各種集成運(yùn)算放大和功率放大及直流穩(wěn)壓電源等教學(xué)內(nèi)容時(shí)，可以加入一些具體的實(shí)際應(yīng)用的電路的圖片和影像，并對(duì)這些用電路進(jìn)行分析講解，通過(guò)多媒體課件可以這些章節(jié)中的具有代表性的問(wèn)題作較詳細(xì)的講解來(lái)提高學(xué)生分析解決問(wèn)題的能

力，并可通過(guò)一些基本放大電路的一般設(shè)計(jì)方法的講解，來(lái)提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

由于這些關(guān)于電子技術(shù)的發(fā)展過(guò)程，和具體的電路形式都較為復(fù)雜，在傳統(tǒng)的授課形式下，受課時(shí)限制很難得到很好滿(mǎn)足?，F(xiàn)在我們通過(guò)多媒體課件的圖文并茂的特點(diǎn)，來(lái)滿(mǎn)足學(xué)生的好奇心和求知欲，極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使整個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程變?yōu)橐环N自發(fā)，自覺(jué)的過(guò)程。

二、多媒體教學(xué)中存在的弊端

多媒體技術(shù)在教學(xué)中的作用無(wú)可非議,但是在充分肯定的同時(shí),我們必須保持清醒的頭腦,認(rèn)識(shí)其本質(zhì)。無(wú)論多媒體的現(xiàn)代化程度有多高,也不可能至善至美,缺陷自然存在。認(rèn)為其缺乏活質(zhì),不具有教師教學(xué)藝術(shù)的整體性,不能隨機(jī)應(yīng)變,無(wú)法實(shí)現(xiàn)師生的互動(dòng),因此,在推廣多媒體教學(xué)時(shí),不能廢棄口授教學(xué)。以下就對(duì)多媒體教學(xué)中的不足和對(duì)策進(jìn)行詳述。

（一）板書(shū)消失，教師受限

因?yàn)槎嗝襟w課件的使用，造成了板書(shū)的消失，所有的內(nèi)容都隨著鼠標(biāo)的點(diǎn)擊，一一列出，對(duì)于有大量具體分析過(guò)程推導(dǎo)的部分，如關(guān)于單管放大電路和運(yùn)算放大電路的分析過(guò)程，通過(guò)PowerPoint很難使學(xué)生加深對(duì)具體的分析推導(dǎo)過(guò)程的理解。更使得學(xué)生無(wú)法明確的了解知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系和在所在章節(jié)中起的作用。教師的整個(gè)思維全部受控于PowerPoint的進(jìn)程，更是無(wú)暇顧及在座學(xué)生的課堂狀態(tài)。在使用PowerPoint時(shí)，單一的鼠標(biāo)操作使得教師被限制在課件平臺(tái)的工作區(qū)域內(nèi)，相對(duì)的活動(dòng)范圍也受到了限制，同時(shí)也使教師無(wú)法生動(dòng)的表現(xiàn)原有的肢體語(yǔ)言和自由思維發(fā)揮帶給學(xué)生擴(kuò)展知識(shí)的機(jī)會(huì)。

（二）課程的節(jié)奏難以控制

由于多媒體教學(xué)具有課前制作，投影方便，轉(zhuǎn)換迅速的特點(diǎn),容易造成內(nèi)容偏多的傾向。如對(duì)于反饋類(lèi)型判斷部分的講解，采用幻燈片進(jìn)行分析雖然有可以省去教學(xué)中書(shū)寫(xiě)大量電路圖的麻煩，但是可能造成學(xué)生目不暇接的情況，使其對(duì)授課的內(nèi)容一知半解。

三、多媒體教學(xué)的幾點(diǎn)建議

（一）在制作課件前，一定要認(rèn)真深入分析研究教材，明確教學(xué)目的，課件設(shè)計(jì)要做到突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)、形象生動(dòng)、使學(xué)生便于接受。利用計(jì)算機(jī)集合處理文字、聲音、圖像、圖形、動(dòng)畫(huà)等信息的新技術(shù)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納，起到提綱挈領(lǐng)的作用，旁征博引，豐富教學(xué)內(nèi)容，從而大大增加信息量。

（二）課件制作一定要有特點(diǎn)、有個(gè)性。根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，如文科、理科、藝術(shù)類(lèi)、理論課、實(shí)驗(yàn)課的不同，采用不同的格式，根據(jù)教師與學(xué)生的差異，設(shè)計(jì)不同教學(xué)過(guò)程，以便做到因地制宜、因材施教。

（三）在重視多媒體教學(xué)的同時(shí)，不能忽略傳統(tǒng)的教學(xué)方式，要做到兩者有機(jī)結(jié)合。在分析電路和公式的推導(dǎo)過(guò)程中，用傳統(tǒng)的板書(shū)效果更好。在多媒體的播放過(guò)程中一定要注重學(xué)生狀況，調(diào)節(jié)課堂氣氛，切忌避免“人灌”變“機(jī)灌”。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文以“模擬電子技術(shù)”多媒體課件在課堂教學(xué)為例，我們?cè)谡n堂教學(xué)上合理使用高品質(zhì)的多媒體技術(shù)；利用多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的方式，使整個(gè)教學(xué)過(guò)程作為一個(gè)整體，真正意義上做到教學(xué)成為一個(gè)使學(xué)生獲得一定知識(shí)，能力的有效手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]江曉安，董秀鋒等.模擬電子技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2008.[2]王新,李陽(yáng).確立學(xué)生主體理念,探討人才培養(yǎng)途徑[J].教育探索,2003,(10).[3]王如玫,石笑寒.關(guān)于電氣專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)創(chuàng)新的探討[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2002,(6).[4]程清均等.多媒體技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,1999.

第三篇：高校管理類(lèi)教學(xué)中ERP沙盤(pán)模擬應(yīng)用論文

摘要：俗話(huà)說(shuō)得好：“實(shí)踐出真知。”任何學(xué)科的理論學(xué)習(xí)都要在經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)之后才能發(fā)揮出其真正的價(jià)值。作為具有很強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)踐性的管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)，一直以來(lái)其教學(xué)的局限性就在于理論知識(shí)多于實(shí)踐操作。很多用人單位往往不愿意直接從學(xué)校招聘管理類(lèi)的應(yīng)屆畢業(yè)生，而更愿意選擇有一定從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人員，就是因?yàn)槿狈?shí)踐操作的應(yīng)屆畢業(yè)生往往需要企業(yè)付出很多的心血去栽培。面對(duì)這種窘境，ERP沙盤(pán)模擬課程應(yīng)運(yùn)而生，它突破了高校管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)重理論、輕實(shí)踐的傳統(tǒng)教學(xué)模式，使在校學(xué)生在模擬實(shí)踐中獲得等同于實(shí)踐操作的能力。

關(guān)鍵詞：管理專(zhuān)業(yè)；ERP沙盤(pán)模擬；應(yīng)用策略

1引言

傳統(tǒng)的教學(xué)多以傳道授業(yè)的模式居多，解惑為少。高校管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)與這種傳統(tǒng)教學(xué)情況不謀而合，教師多是在學(xué)校傳授給學(xué)生理論知識(shí)，學(xué)生畢業(yè)后才能得以把這些書(shū)本知識(shí)用于實(shí)踐，中間間隔時(shí)間太長(zhǎng)，致使實(shí)踐中許多問(wèn)題出現(xiàn)。ERP沙盤(pán)模擬課程的出現(xiàn)，打破了這種呆板的教學(xué)模式，是高校管理類(lèi)教學(xué)中的新突破。

2高校管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的傳統(tǒng)模式

管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)與其他專(zhuān)業(yè)相比，最大的不同就是它的應(yīng)用性和實(shí)踐性特別強(qiáng)。近年來(lái)，高校管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教師們不斷地探索，希望能夠?qū)で蟮礁玫闹吸c(diǎn)，使管理類(lèi)教學(xué)的進(jìn)行更加具有實(shí)操性，但是摸索多年后也無(wú)外乎是三種教學(xué)途徑：第一種，搜羅大量的案例，引導(dǎo)學(xué)生在課堂上進(jìn)行相應(yīng)的案例分析。教師列舉出一些發(fā)生過(guò)的真實(shí)案例，由學(xué)生進(jìn)行理論分析，提供可能的處理方案，然后由教師給出實(shí)際處理模式，由學(xué)生們?cè)谡n堂上進(jìn)行討論分析。第二種，除了由本學(xué)校的純理論教學(xué)教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行授課外，學(xué)校再在校外企事業(yè)單位聘請(qǐng)一些有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的管理人才，到學(xué)校給學(xué)生上課，這些人具有更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能夠在遇到案例時(shí)結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，給學(xué)生進(jìn)行更加生動(dòng)的講解，讓學(xué)生了解在遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如何處理問(wèn)題。第三種，在校學(xué)生經(jīng)過(guò)了兩年至三年時(shí)間理論知識(shí)的學(xué)習(xí)后，由學(xué)校和掛鉤的企事業(yè)單位聯(lián)系，派遣學(xué)生去這些單位實(shí)習(xí)，希望通過(guò)切身的實(shí)踐操作，讓學(xué)生更好地消化課堂上學(xué)來(lái)的理論知識(shí)，為未來(lái)步入工作崗位做準(zhǔn)備。這三種教學(xué)模式一直為廣大高校的管理專(zhuān)業(yè)教學(xué)所應(yīng)用，但是其弊端也非常明顯，最主要點(diǎn)就是學(xué)生不能真正的切入問(wèn)題的中心，也就是讓學(xué)生真正動(dòng)手操作的地方寥寥無(wú)幾，仍然停留在紙上談兵的階段。針對(duì)這種現(xiàn)象，ERP沙盤(pán)模擬教學(xué)模式在經(jīng)過(guò)廣大教師探索多年之后，終于應(yīng)運(yùn)而生，成為目前最受廣大管理專(zhuān)業(yè)的師生歡迎的一種教學(xué)模式。

3何謂ERP？

ERP是一組英文的縮寫(xiě)，它的意思是企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)，這一系統(tǒng)以大數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的管理思想為指導(dǎo)，通過(guò)對(duì)企業(yè)的內(nèi)部和外部資源的整合，實(shí)現(xiàn)最終的資源優(yōu)化。管理系統(tǒng)中涉及人員管理、財(cái)務(wù)管理、產(chǎn)品供銷(xiāo)、資金調(diào)控及物流信息等多個(gè)方面的內(nèi)容，是目前比較成熟的一個(gè)管理軟件。ERP沙盤(pán)模擬教學(xué)就是以ERP作為依托，假設(shè)出一個(gè)已經(jīng)經(jīng)營(yíng)多年的公司，然后根據(jù)ERP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，把學(xué)生分成若干個(gè)小組，每個(gè)小組分別代表一個(gè)ERP機(jī)構(gòu)，并且每個(gè)機(jī)構(gòu)都設(shè)一個(gè)負(fù)責(zé)人，各個(gè)機(jī)構(gòu)之間要進(jìn)行溝通和聯(lián)系，共同管理這個(gè)假設(shè)出來(lái)的企業(yè)。這種模擬不同于以往的純理論訓(xùn)練，雖然公司是虛構(gòu)出來(lái)的，但是管理過(guò)程卻是真實(shí)的。運(yùn)用這種方法進(jìn)行教學(xué)，能大大提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

4ERP沙盤(pán)模擬在高校管理類(lèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中的應(yīng)用

ERP系統(tǒng)完備，涉獵到企業(yè)管理所需要的方方面面。在教學(xué)中，沙盤(pán)模擬也無(wú)須面面俱到，大多數(shù)高校管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)主要注重從以下四個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)操作訓(xùn)練。第一，模擬投資角色。投資是任何企業(yè)邁向市場(chǎng)的第一步，沒(méi)有投資就不可能獲得市場(chǎng)份額。ERP模擬要求學(xué)生針對(duì)本企業(yè)的運(yùn)營(yíng)模式做出相應(yīng)的市場(chǎng)調(diào)研，然后根據(jù)市場(chǎng)供求關(guān)系制定出投資計(jì)劃，并且對(duì)投資項(xiàng)目要進(jìn)行合理的評(píng)估和預(yù)測(cè)，還要求投資小組和其他部門(mén)進(jìn)行協(xié)調(diào)共商，盡量規(guī)避投資風(fēng)險(xiǎn)。切忌因?yàn)槭悄M訓(xùn)練就敷衍應(yīng)付。第二，模擬籌資角色。一個(gè)企業(yè)要想在市場(chǎng)上獲得長(zhǎng)期發(fā)展，就必須有一個(gè)長(zhǎng)期、穩(wěn)定的資金鏈供應(yīng)企業(yè)的資金周轉(zhuǎn)，那么這就需要企業(yè)有專(zhuān)門(mén)的籌資部門(mén)，能夠做到未雨綢繆，對(duì)企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的短期、長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目可能面臨的資金短缺現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)的資金補(bǔ)充，也就是我們所說(shuō)的籌資。ERP管理體系中，設(shè)有專(zhuān)門(mén)的籌資系統(tǒng)，在沙盤(pán)模擬中，也需要有專(zhuān)門(mén)的小組負(fù)責(zé)籌資部門(mén)，掌握企業(yè)的資金數(shù)量，通過(guò)多種手段確保企業(yè)時(shí)時(shí)能有可供運(yùn)轉(zhuǎn)的資金。第三，模擬分配角色。良好的分配系統(tǒng)是確保一個(gè)企業(yè)保持良性循環(huán)的根本所在。企業(yè)要先獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，就必須使企業(yè)的人員都能以企業(yè)為家，都能具備主人翁精神，而這種精神正是建立在對(duì)企業(yè)利潤(rùn)的合理分配的基礎(chǔ)之上的。ERP沙盤(pán)模擬，能夠使學(xué)生更深入、更真實(shí)地感受到企業(yè)的利潤(rùn)是如何產(chǎn)生的，并且對(duì)如何進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部利潤(rùn)的分配與資金管理進(jìn)行了很好的整合。第四，模擬綜合分析角色。在ERP沙盤(pán)模擬訓(xùn)練中，一定會(huì)有一個(gè)綜合分析部門(mén)，由這個(gè)部門(mén)對(duì)其他部門(mén)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、計(jì)算，通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的分析，得出一個(gè)綜合管理方案，然后對(duì)企業(yè)的發(fā)展前景做出正確的預(yù)測(cè)。

5結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)高校管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的不斷深化，傳統(tǒng)的教學(xué)模式因?yàn)榕c實(shí)際操作相脫軌，而逐漸淡出教學(xué)的舞臺(tái)；ERP沙盤(pán)模擬教學(xué)以其強(qiáng)大的實(shí)踐功能被廣大高校的管理類(lèi)師生所喜愛(ài)。許多用人單位都反饋，經(jīng)過(guò)EPR教學(xué)模式訓(xùn)練的學(xué)生在實(shí)際工作中處理問(wèn)題的能力更強(qiáng)，學(xué)習(xí)和接受新知識(shí)的速度更快。隨著這一教學(xué)模式的逐步成熟和完善，越來(lái)越多的高校管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)將會(huì)將其引入到課堂教學(xué)中來(lái)。

參考文獻(xiàn)

［1］黃俊.ERP沙盤(pán)模擬實(shí)訓(xùn)在財(cái)務(wù)管理專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用與研究初探［J］.管理學(xué)報(bào),2014（10）.［2］李右鍵.淺析ERP沙盤(pán)模擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)在高職院校管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的應(yīng)用［J］.學(xué)習(xí)與實(shí)踐,2014（12）.

第四篇：游戲設(shè)計(jì)中數(shù)值策劃的作用和地位

游戲設(shè)計(jì)中數(shù)值策劃的作用和地位

看了看大家的帖子,大多認(rèn)為數(shù)值策劃的工作內(nèi)容不外乎公式設(shè)計(jì),數(shù)值平衡等等.誠(chéng)然,這一部分內(nèi)容是數(shù)值策劃的重要內(nèi)容,甚至也是數(shù)值策劃這一名稱(chēng)由來(lái)的原因.但是這只是數(shù)值策劃工作的一小部分內(nèi)容,嚴(yán)格的來(lái)說(shuō),甚至是表象化的內(nèi)容.那么數(shù)值策劃的重要工作首先是在哪里哪?.1,游戲中的數(shù)據(jù)基石

數(shù)值策劃的重要工作之一,就是建立整個(gè)游戲系統(tǒng)的數(shù)值和算法框架.有人要說(shuō),數(shù)據(jù)和算法不是程序應(yīng)該關(guān)心的事么,這句話(huà)說(shuō)對(duì)了一半,程序怎么會(huì)知道游戲中的人物有幾個(gè)屬性,怪物應(yīng)該如何如何哪?而某某系統(tǒng)又要用到多少數(shù)據(jù)哪?更不用說(shuō)比如幫會(huì),技能等系統(tǒng)的某幾個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該如何如何操作,放到哪里加減乘除,前后操作的順序流程諸如此類(lèi)的問(wèn)題了,策劃不說(shuō),大家猜著啞迷做游戲么?

那么又有人要問(wèn),策劃出個(gè)詳細(xì)的文字方案不就好了,至多畫(huà)個(gè)流程圖,讓程序自己去決定么.話(huà)也沒(méi)錯(cuò),國(guó)內(nèi)大部分公司都是那么做的,策劃整理出文字內(nèi)容的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明和操作流程,讓程序自己判斷和具體實(shí)現(xiàn),但是如此一來(lái),策劃對(duì)游戲的掌控能力又剩多少哪?將來(lái)數(shù)據(jù)要擴(kuò)展,思路要修改,又從何下手哪?一般來(lái)說(shuō),負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的都是上層策劃,對(duì)游戲系統(tǒng)的把握和掌控都是感性和理性的,而程序是屬于邏輯性的內(nèi)容,一個(gè)小系統(tǒng)的文字方案,交到程序這里,要真正實(shí)現(xiàn)到完全體現(xiàn)上層策劃的設(shè)計(jì)理念,估計(jì)沒(méi)有個(gè)三五萬(wàn)字是描述不清的,即便描述清楚了,可憐的程序同志還要仔細(xì)理解和閱讀您老的長(zhǎng)篇大論,萬(wàn)一來(lái)個(gè)文字歧意或者筆誤,很可能程序最終實(shí)現(xiàn)和上層策劃的意圖是貌似神離的,所以國(guó)內(nèi)公司在具體游戲制作中需要大量的策劃和程序交流,這是一種不科學(xué)的做法,假設(shè)這是一個(gè)外包的策劃方案,無(wú)法及時(shí)交流溝通哪?這時(shí)候就需要一個(gè)溝通感性/理性的上層策劃和邏輯的程序間的橋梁,將所有策劃意圖數(shù)據(jù)化,結(jié)構(gòu)化,表述出邏輯內(nèi)容.使得程序不需要思考如何去實(shí)現(xiàn)策劃意圖,按照數(shù)據(jù)策劃提供的表格化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),公式化表述和程序式描述就可以了.簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),數(shù)值策劃的底層工作就是將上層策劃的抽象感性的系統(tǒng)描述具象化邏輯化,做好上層策劃和程序交流的通道,在上層策劃的方案前提下,配合或指導(dǎo)程序,制定出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法流程,并保證其被實(shí)施.同時(shí)在策劃和程序有需要時(shí),迅速為雙方提供各自所不了解部分的內(nèi)容說(shuō)明,對(duì)策劃說(shuō)程序?qū)崿F(xiàn),對(duì)程序說(shuō)策劃思想,游戲最基本的數(shù)據(jù)和具體數(shù)據(jù)流向等,是必須在數(shù)值策劃全力參與或者主導(dǎo)下完成的.(實(shí)際情況是目前很多公司沒(méi)那么做,比較常見(jiàn)的就是程序包干這一塊,策劃出個(gè)簡(jiǎn)單文字的,多交流就過(guò)去了,其實(shí)是很?chē)?yán)重的錯(cuò)誤,也是為什么策劃方案外包困難的重點(diǎn)問(wèn)題之一)

2,游戲中活力的源泉

說(shuō)過(guò)了游戲的基石,再說(shuō)說(shuō)游戲活力的來(lái)源,也就是在底層設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到的系統(tǒng)靈活性和易用性,什么,你說(shuō)這和數(shù)值策劃無(wú)關(guān)?那么我們來(lái)舉個(gè)例子魔獸世界很有名吧,它提供了一種設(shè)計(jì)可能,就是npc和怪物功能的互換,比如一個(gè)npc對(duì)上一句話(huà),它二話(huà)不說(shuō)就輪斧子給你一家伙,然后你砍死它還掉錢(qián)

掉物,這個(gè)功能可以被用來(lái)作為大量任務(wù)的表現(xiàn)形式而使用(護(hù)送npc,和npc戰(zhàn)斗,和怪物戰(zhàn)斗后對(duì)話(huà),勢(shì)力的守衛(wèi)等等)

那么好,主策老大發(fā)話(huà)了,我們也要!遺憾的是已經(jīng)到了游戲開(kāi)發(fā)晚期,由于前期出于XXXXX等因素的考慮,可愛(ài)的數(shù)值策劃大人將npc和怪物分為了兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),他們的操作函數(shù)各自獨(dú)立，操作規(guī)則也各不相同，甚至因此設(shè)計(jì)的模型和動(dòng)作調(diào)用方式諸如此類(lèi)等等完全無(wú)法相互轉(zhuǎn)換，那么很遺憾，由于數(shù)值策劃前期沒(méi)有考慮到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作設(shè)計(jì)的靈活性，主策大人的意圖無(wú)法實(shí)現(xiàn)，那么。阿門(mén)，哈里路亞，安息吧，前數(shù)值策劃大人。。

我們將上面的意圖擴(kuò)展一下，如果我們能在游戲中將手一指，對(duì)一個(gè)npc說(shuō)聲變，就把它變成一把刀，然后裝備上就去砍人，再一變，刀會(huì)說(shuō)話(huà)，會(huì)給你個(gè)任務(wù)接去玩玩，或者干脆長(zhǎng)腳自己跑了。。72變不是深化，怎么實(shí)現(xiàn)，數(shù)值策劃的前期設(shè)計(jì)就很重要了，如果我們前期將npc數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，物品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和任務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是分開(kāi)單獨(dú)存儲(chǔ)的，數(shù)據(jù)操作也是各自為政的，那么顯然實(shí)現(xiàn)此功能需要銷(xiāo)毀舊目標(biāo)，產(chǎn)生新目標(biāo)，那么這個(gè)具體程序做法就是這樣這樣的。而如果我們將所有的物件繼承自同一基類(lèi)，外掛功能函數(shù)作為包裹，比如掛上walk()就可以走了，有say()就說(shuō)話(huà)，放個(gè)wield()就可以裝備，掛個(gè)heartbeat()就是npc,那么又是另外一種做法了。對(duì)上層策劃來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)他要求的表現(xiàn)只有一種，而對(duì)程序來(lái)說(shuō)，這種表現(xiàn)有無(wú)數(shù)種實(shí)現(xiàn)的邏輯可能，要采樣哪一種，怎么用，又應(yīng)該誰(shuí)來(lái)決定哪？靈活多變還是求穩(wěn)求快？資源耗費(fèi)的估算又應(yīng)該如何哪？等等....背后的努力可以實(shí)現(xiàn)豐富多彩的內(nèi)容，多了解上層策劃的意圖和程序的總體架構(gòu)，作出靈活多變的穩(wěn)定數(shù)據(jù)框架，不但提供多種游戲表現(xiàn)，還減輕了程序的負(fù)擔(dān)，當(dāng)然，前提是要你夠精通。

3,世界構(gòu)架和平衡

下面就是大家所熟悉的部分了,世界框架的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)搭建和公式調(diào)整,各類(lèi)平衡的計(jì)算和維護(hù)等等.相關(guān)方法也有很多,各自對(duì)應(yīng)不同的環(huán)境和情況,相信被大家所熟知,就不在此多說(shuō)了.4.雜項(xiàng)

由于數(shù)值策劃的工作比較了解數(shù)據(jù)底層，一些底層相關(guān)密切的系統(tǒng)由數(shù)值策劃來(lái)做比較得心應(yīng)手，如：怪物AI等等，時(shí)間原因不再細(xì)述

最后:

本來(lái)想舉出幾個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明,由于最近公司進(jìn)度吃緊,手頭的自己的文檔又不方便公開(kāi),暫免了,大家有想法意見(jiàn)就留帖交流吧.我這文章實(shí)在是寫(xiě)的有點(diǎn)虎頭蛇尾了，沒(méi)說(shuō)的好多。

另外發(fā)幾句牢騷,國(guó)內(nèi)公司真那么做的少之又少,公司往往以做項(xiàng)目的方式來(lái)管理游戲開(kāi)發(fā)的進(jìn)度,而甚少用制作藝術(shù)品的態(tài)度來(lái)對(duì)待,這是對(duì)的,也是錯(cuò)的.而公司管理者又很少能正確認(rèn)識(shí)數(shù)值策劃的重要性,使的這一職位真正的工作內(nèi)容被忽視,所謂千里馬常有,而伯樂(lè)不常有.但是如果我們數(shù)值策劃自己都沒(méi)有正確的認(rèn)知,不去研究重要的工作內(nèi)容,只顧對(duì)著游戲公式和平衡問(wèn)題冥思苦想,填表格直到雙目失明,對(duì)自身能力的發(fā)展和游戲的制作,都不是一個(gè)好消息,閱讀數(shù)

據(jù)結(jié)構(gòu)和各類(lèi)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的知識(shí),研究下數(shù)據(jù)流程,提高自身邏輯思維能力和程序能力,仔細(xì)理解上層策劃感性的系統(tǒng)文檔,同時(shí)培養(yǎng)良好的溝通能力等,都是一個(gè)數(shù)值策劃應(yīng)該做的.什么?除了這些你還學(xué)了美術(shù)外語(yǔ)文學(xué)天文地理......and so on那么,請(qǐng)?jiān)试S偶叫你老大,你已經(jīng)是個(gè)主策了.

第五篇：數(shù)值模擬在大型鍛件中的應(yīng)用

材料科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬

學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院 姓名：董璠

學(xué)號(hào)：S12080502011 專(zhuān)業(yè)：材料學(xué)

數(shù)值模擬在大型鑄鍛件中的應(yīng)用

摘要：本文首先介紹數(shù)值模擬技術(shù)在現(xiàn)代制造中的地位和作用，然后舉例說(shuō)明數(shù)值模擬在鑄造和鍛造中的應(yīng)用，最后介紹數(shù)值模擬在鑄造和鍛造中的應(yīng)用展望。關(guān)鍵詞：數(shù)值模擬 鑄造 鍛造 應(yīng)用

一、引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)已經(jīng)步入了信息時(shí)代。計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)不僅改變了人們生活方式，也同樣改變了傳統(tǒng)機(jī)械制造的概念與方法。隨著計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(CAX)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。一個(gè)現(xiàn)代的產(chǎn)品制造過(guò)程可以這樣來(lái)描述：當(dāng)接到生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，首先采用CAD(Computer AidedDesign)系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)結(jié)果將由CAE(Computer Aided Engineering)系統(tǒng)對(duì)其生產(chǎn)工藝的可行性及合理性進(jìn)行評(píng)估，如果其不滿(mǎn)足制造要求或所需要成本太高，將返回到CAD系統(tǒng)中進(jìn)行重新設(shè)計(jì)：如果通過(guò)了CAE的評(píng)估，就將采用CAM(ComputerAided Manufacturing)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的生產(chǎn)制造。這一生產(chǎn)模式已在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用。

將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝制定、生產(chǎn)制造及管理中的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，通過(guò)先進(jìn)的信息技術(shù)結(jié)合起來(lái)，從而達(dá)到進(jìn)一步縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力的目的是非常有意義的。

二、數(shù)值模擬技術(shù)的有關(guān)介紹

數(shù)值模擬技術(shù)是CAE的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以在昂貴費(fèi)時(shí)的模具或輔具制造之前，在計(jì)算機(jī)中對(duì)工藝的全過(guò)程進(jìn)行分析。不僅可以通過(guò)圖形、數(shù)據(jù)等方法直觀(guān)地得到諸如溫度、應(yīng)力、載荷等各種信息，而且可預(yù)測(cè)可能存在的缺陷；通過(guò)改變工藝參數(shù)對(duì)不同方案進(jìn)行模擬分析，可以從各方案的對(duì)比中總結(jié)出規(guī)律，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工藝的優(yōu)化。數(shù)值模擬技術(shù)在保證工件質(zhì)量，減少材料消耗，提高生產(chǎn)效率，縮短試制周期等方面顯示出無(wú)可比擬的優(yōu)越性。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，數(shù)值模擬技術(shù)已被認(rèn)為是生產(chǎn)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，目前在國(guó)內(nèi)數(shù)值模擬技術(shù)也早已走出象牙塔，并已在實(shí)際生產(chǎn)中取得了巨大成功。

2.1 鑄造CAE技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助分析又叫計(jì)算機(jī)輔助工程(Computer Aided Engineering，簡(jiǎn)CAE)，是計(jì)算機(jī)在鑄造行業(yè)中應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。一般來(lái)說(shuō)，它通過(guò)建立能夠準(zhǔn)確描述研究對(duì)象某一過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，采用適當(dāng)?shù)目尚械那蠼夥椒?，在?jì)算機(jī)上模擬研究對(duì)象的特定過(guò)程，分析有關(guān)影響因素，預(yù)測(cè)這一特定過(guò)程的可能趨勢(shì)與結(jié)果。鑄造過(guò)程數(shù)值模擬技術(shù)便屬于典型的CAE技術(shù)。鑄造CAE技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)改造和提升傳統(tǒng)鑄造技術(shù)，對(duì)優(yōu)化鑄造工藝．縮短試制周期牌低鑄件成本、提高鑄件質(zhì)量有著重要的作用，它的應(yīng)用和推廣將為鑄造行業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)擠和社會(huì)效益。

1989年，世界上第一個(gè)鑄造CAE商品化軟件-MAGAMsoft在德國(guó)第七屆國(guó)際鑄造博覽會(huì)上展出，它由德國(guó)Aachen大學(xué)的Sahm教授主持開(kāi)發(fā)，以溫度場(chǎng)分析為核心內(nèi)容，運(yùn)行于工作站上。二十世紀(jì)90年代以來(lái)，鑄造CAE商品化軟件功能逐漸增強(qiáng)，普遍增加了三維流場(chǎng)分析功能，大大提高了模擬分析的精度。但是，由于鑄件三維應(yīng)力場(chǎng)問(wèn)題復(fù)雜、算法難度大，當(dāng)時(shí)認(rèn)為很難在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)。1993年，日本豐田汽車(chē)公司在荷蘭的第60屆世界鑄造會(huì)議上發(fā)表了用大型計(jì)算機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及輪轂三維殘余應(yīng)力分析的文章，標(biāo)志著鑄造凝固過(guò)程應(yīng)力場(chǎng)模擬仿真分析朝著工程實(shí)用化邁出了一大步。目前，德國(guó)MAGAMsott等商品化軟件已具有三維應(yīng)力場(chǎng)分析功能。最初，它采用FDM/FEM聯(lián)合分析的技術(shù)路線(xiàn)，即用FDM分析流動(dòng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)，用FEM來(lái)分析應(yīng)力場(chǎng)。其中FEM采用商品化的有限元分析軟件?，F(xiàn)在，正全部改用FDM技術(shù)。其它CAE商品化軟件的應(yīng)力場(chǎng)分析絕大多數(shù)也采用FEM方法，如美國(guó)的Procast，但模擬分析的準(zhǔn)確度有待進(jìn)一步提高。

2.2 三維有限元模擬

根據(jù)金屬材料非線(xiàn)性本構(gòu)關(guān)系式的不同，三維有限元在金屬成形過(guò)程模擬中的應(yīng)用主要分為兩大類(lèi)：彈-（粘）塑性和剛-（粘）塑性有限元。2.2.1 彈-(粘）塑性有限元法

這一方法考慮了金屬變形過(guò)程中的彈性效應(yīng)，其理論基礎(chǔ)是Prand It-mises 本構(gòu)方程。它可分為小變形彈塑性有限元法和大變形彈塑性有限元法，前者主要分析金屬成形過(guò)程中的初期情況，后者應(yīng)用于變形量發(fā)生大變化的后期階段。它們適用于彈性變形量無(wú)法忽略的成形過(guò)程模擬，廣泛應(yīng)用于板料成形問(wèn)題分析。在分析金屬鍛造成形時(shí)，不僅能按照變形的路徑得到塑性區(qū)的發(fā)展?fàn)顩r，工件中的應(yīng)力應(yīng)變、溫度分布規(guī)律及幾何形狀的變化，而且還能有效地處理卸載等問(wèn)題，計(jì)算殘余應(yīng)力及殘余應(yīng)變，從而可預(yù)知并避免產(chǎn)品缺陷。但是，彈塑性有限元法要采用增量方式加載，為了保證計(jì)算精度和迭代的收斂性，增量步長(zhǎng)不可能太大所以在計(jì)算變形問(wèn)題時(shí)，計(jì)算量大，且需要較長(zhǎng)的時(shí)間和較多的費(fèi)用，效率較低。金屬成形過(guò)程模擬分析中常用到的基于彈-（粘）塑性本構(gòu)關(guān)系的三維有限元分析軟件主要有MARC、ANSYS 等，基本方程基于Lagrange 坐標(biāo)系。2.2.2 剛-(粘）塑性有限元法 這一方法忽略了金屬成形過(guò)程中的彈性變形，其基本理論是Markov 變分原理。剛-（粘）塑性有限元法適用于鍛造、擠壓以及軋制等塑性成形問(wèn)題的分析中，剛-塑性有限元法通常只適用于冷加工。由于剛-（粘）塑性有限元法是一種基于變分原理的有限元方法，使計(jì)算的增量步長(zhǎng)可以取得大一些，并且該方法可以用小變形的計(jì)算方法處理大變形問(wèn)題，所以剛-（粘）塑性有限元法克服了彈-（粘）塑性有限元法中計(jì)算量大、運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)、效率低等不足，使計(jì)算程序大大簡(jiǎn)化，達(dá)到了較高的計(jì)算效率。但該法由于忽略了金屬成形中的彈性效應(yīng)，所以該方法不能求解彈性問(wèn)題，也不能進(jìn)行殘余應(yīng)力計(jì)算。目前，剛-（粘）塑性有限元法已成為金屬體積成形的主要數(shù)值模擬方法。采用剛-（粘）塑性本構(gòu)關(guān)系的有限元分析軟件有：ALPID、DEFORM 等，其基本方程基于Euler坐標(biāo)系。

三、數(shù)值模擬在鑄造和鍛造中的應(yīng)用

3.1 數(shù)值模擬在鑄造中的應(yīng)用實(shí)例

MAGMAsoft鑄造模擬軟件是全球最佳的鑄造軟件工具，為鑄造業(yè)改善鑄件品質(zhì)、制造過(guò)程條件、降低成本、增加競(jìng)爭(zhēng)力提供了最優(yōu)選擇。MAGMAsoft是為鑄造專(zhuān)業(yè)人員實(shí)現(xiàn)改善鑄件質(zhì)量，優(yōu)化工藝參數(shù)而提供的有力工具，它運(yùn)用仿真?zhèn)鳠峒傲黧w的物理行為，凝固過(guò)程中的應(yīng)力及應(yīng)變，微觀(guān)組織的形成，MAGMAsoft可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)鑄件缺陷，改善現(xiàn)有工藝的不足，提高鑄件質(zhì)量。

MAGMAsoft適用于所有鑄造合金材料的鑄造生產(chǎn)，范圍白灰鐵鑄造，鋁合金砂型鑄造，到大型鑄鋼件鑄造?？蓱?yīng)用于鑄造部件設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)，最佳工藝方案的優(yōu)化，縮孔、縮松的模擬，鋼水充型過(guò)程的模擬，以及熱處理過(guò)程中應(yīng)力場(chǎng)的模擬。

鑄件為一活塞零件，合金材料為ZLl09G，相當(dāng)于MAGMA材料數(shù)據(jù)庫(kù)中的A1Sil2CuNiMg，其組織致密性要求較高，生產(chǎn)的主要問(wèn)題是鑄件內(nèi)縮松和縮孔嚴(yán)重，模具為金屬模，采用一模一腔，重力鑄造。運(yùn)用MAGMA CAE軟件的主要分析流程如下：（1）建模

對(duì)于MAGMA分析軟件來(lái)說(shuō)，其造型功能比較簡(jiǎn)單，只能做一些簡(jiǎn)單的工作，對(duì)于形狀較復(fù)雜的零件一般只能借助一些專(zhuān)用CAD軟件，如Pm／e、UGII、CATIA等進(jìn)行建模，MAGMA在前處理過(guò)程中可通過(guò)圖形接口將*．iges或*．sd格式文件直接讀入。（2）前處理

在前處理中主要設(shè)置鑄件的澆冒口位置及大小、分別設(shè)置鑄件、砂芯、芯盒、澆El入水口(inlet)、跟蹤粒子(tracer)，其中設(shè)計(jì)跟蹤粒子的目的是為了分析液態(tài)金屬液充填結(jié)束后雜質(zhì)和氧化物的運(yùn)動(dòng)情況，預(yù)測(cè)這些雜質(zhì)是否在金屬液凝固之前能夠上浮到鑄件主體以外，即鑄件內(nèi)部是否會(huì)出現(xiàn)夾雜等缺陷。（3）網(wǎng)格劃分(Enmeshment)有限元網(wǎng)格的劃分是軟件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)，而且有限單元的大小很重要，有限單元大，即整體單元密度小，會(huì)造成分析結(jié)果粗糙，不精確；太小，整體單元密度大，分析時(shí)會(huì)占用大量機(jī)時(shí)，而且結(jié)果也不一定精確。所以在劃分時(shí)應(yīng)根據(jù)模型的大小及復(fù)雜程度，選擇合適的有限單元密度。

Enmeshment是專(zhuān)門(mén)用于對(duì)三維實(shí)體模型進(jìn)行有限元四面體單元網(wǎng)格剖分的模塊，借助于這個(gè)模塊，用戶(hù)可以直接對(duì)由機(jī)械CAD系統(tǒng)所建立的*．stl格式的實(shí)體模型進(jìn)行自動(dòng)的四面體單元?jiǎng)澐?，這個(gè)模塊特別適于包括鑄件、鑄型等在內(nèi)的多個(gè)部件同時(shí)進(jìn)行網(wǎng)格剖分。

(a)粗略劃分的有限元網(wǎng)格(b)稀疏不同的有限元網(wǎng)格

圖1 活塞零件有限元網(wǎng)格劃分

（4）模擬計(jì)算(simulation)網(wǎng)格劃分好以后，就可以設(shè)置所用的各種材料、邊界條件、機(jī)床型號(hào)，及多種工藝過(guò)程參數(shù)，尤其是一些生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)的設(shè)置可在多次模擬計(jì)算中加以?xún)?yōu)化。在進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，首先要確定模具的類(lèi)型，是金屬模(permanentmold)，還是砂模(sand mold)，以及分析的目的是計(jì)算充填(calculate filling)、凝固(calculate solidification)，還是應(yīng)力應(yīng)變(calculate stress)情況，然后選擇合金材料及確定在鑄造過(guò)程中材料的熱物理特性參數(shù)，如鑄造合金、型砂等，這些參數(shù)可直接從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)(database)中得到。工藝及鑄造條件，澆注溫度，或壓鑄沖頭曲線(xiàn)等則由用戶(hù)直接輸入現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際參數(shù)。參數(shù)確定完以后整個(gè)分析模擬過(guò)程可以自動(dòng)展開(kāi)，在分析計(jì)算的過(guò)程中可隨時(shí)返回修改有關(guān)參數(shù)并重新開(kāi)始分析計(jì)算.（5）分析結(jié)果

模擬計(jì)算結(jié)束后，就可以在后處理模塊中看到以顏色三維方式顯示的模擬結(jié)果，進(jìn)行模擬結(jié)果分析。

根據(jù)流體模擬模塊MAGMA fill我們可以獲得以下信息：鑄型充填的方式、金屬液在型腔中流動(dòng)的方向與速度、溶融金屬液溫度分布及溫降情況、溶融金屬液壓力場(chǎng)分布、在充填過(guò)程中可能發(fā)生澆不到、冷隔及沖砂的位置、發(fā)生潛在夾渣的位置。

3.2 數(shù)值模擬在鍛造中的應(yīng)用實(shí)例

眾所周知，大型鍛造用鋼錠中一般存在縮孔、疏松、夾雜和偏析等缺陷。這些缺陷的存在會(huì)增大材料的消耗，而且可能會(huì)影響到后續(xù)鍛造工序。認(rèn)識(shí)缺陷形成及分布的規(guī)律，并進(jìn)而提出合理的鑄錠工藝，對(duì)于提高大鍛件質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期、降低材料消耗具有重大意義。從八十年代中期開(kāi)始，作者與第一重型機(jī)器廠(chǎng)合作，對(duì)鋼錠凝固過(guò)程的溫度場(chǎng)進(jìn)行了大量研究，建立了鋼錠凝固中傳熱過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)對(duì)發(fā)熱劑、保溫劑的發(fā)熱機(jī)理進(jìn)行了深入的探討，并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出一套專(zhuān)用的有限元模擬程序MIPS。MIPS可以分析凝固過(guò)程中溫度場(chǎng)的分布，確定不同時(shí)刻凝固前沿的位置，而且能預(yù)測(cè)縮孔及疏松的位置及尺寸。使用該程序?qū)σ恢?20噸鋼錠的生產(chǎn)工藝所進(jìn)行的優(yōu)化，成功地解決了疏松進(jìn)入錠身的問(wèn)題。圖2顯示了工藝改進(jìn)前后，縮孔及疏松的模擬結(jié)果。

(a)原工藝

(b)改進(jìn)工藝 圖2 220噸鋼錠上縮孔疏松缺陷的分布

四、數(shù)值模擬在鑄造和鍛造中的應(yīng)用展望

鑄造CAE技術(shù)為提高傳統(tǒng)鑄造行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提供了強(qiáng)而有力的工具，國(guó)內(nèi)采用鑄造CAE技術(shù)的鑄造廠(chǎng)家比倒不大，而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家采用這一技術(shù)的企業(yè)比較普遍。隨著世界經(jīng)濟(jì)的一體化及我國(guó)加入WTO，鑄造CAE技術(shù)將顯得日益重要，最近幾年鑄造CAE軟件的應(yīng)用情況也表明了越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)鑄 造企越來(lái)越越重視鑄造CAE技術(shù)，這將進(jìn)一步推動(dòng)鑄造CAE技術(shù)的發(fā)展．從而最終為鑄造企業(yè)刨造更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

從20 世紀(jì)80 年代中期開(kāi)始，清華大學(xué)機(jī)械工程系由劉莊教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組就一直從事數(shù)值模擬技術(shù)在大鍛件生產(chǎn)上應(yīng)用的研究，進(jìn)行了大量有意義的工作。從鋼錠澆注、鍛件生產(chǎn)及鍛后熱處理，所進(jìn)行的研究工作覆蓋了大鍛件熱加工生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，完成了可以用于鋼錠凝固過(guò)程及缺陷預(yù)測(cè)，鍛造過(guò)程及工藝優(yōu)化，淬、回火過(guò)程溫度及應(yīng)力場(chǎng)分析的計(jì)算程序。通過(guò)與各生產(chǎn)廠(chǎng)家的密切合作，這些程序已經(jīng)在生產(chǎn)中得到了實(shí)際應(yīng)用，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相當(dāng)吻合，充分證明了程序的可靠性。利用這些程序已經(jīng)對(duì)很多實(shí)際生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)近幾年的應(yīng)用實(shí)例可以看出，數(shù)值模擬在鑄造與鍛造方面的應(yīng)用越來(lái)越深入，模擬工作逐步從模擬簡(jiǎn)單零件轉(zhuǎn)向模擬復(fù)雜零件，從模擬單工步成形轉(zhuǎn)向模擬多工步成形。通過(guò)模擬所解決的問(wèn)題不再單純停留在學(xué)術(shù)上，而更多的與實(shí)際相結(jié)合，應(yīng)用于生產(chǎn)之中。

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