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【中图分类号】TP391.9 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）10-0034-01
一、虚拟样机的概念
虚拟样机技术是一门多学科的技术，它的核心部分是多体系运动学与动力学建模理论及其技术的实现。CAD/FEA技术的发展为虚拟样机技术的应用提供了技术环境和技术支撑。虚拟样机技术改变了传统设计的思想，将分散的零部件设计与分析技术集成于一体，提供了一种全新的研发机械产品的设计方法。
二、虚拟样机技术的特点
虚拟样机技术具有很大的优势。包括以下几个方面：
（1）通过计算机建立产品的数字化模型，可以减少物理样机的数量，通过软件的仿真分析功能，在虚拟的环境中模拟产品运行的真实环境，为物理样机的制造提供参数依据。
（2）缩短了新产品的研发周期，降低研发成本，促使新产品尽早上市。
（3）通过部分参数的修改，便能达到系统的优化设计。
（4）样机技术也是实现动态联盟的重要手段，克服了单个企业资源局限而出现的一时内无法通过互联网实现的资源共享。为多个企业的设计交流而创造了快速反馈及时的动态联盟。
三、传统机械原理教学中面临的问题
《机械原理》是一门古老的学科，随着时代的发展本课程的教学也出现一系列的问题，主要体现在以下四个方面：
（1）传统的课堂教学形式仍占主要地位课堂教学是传授知识的主阵地和主渠道，《机械原理》课程内容的广泛性与授课方式及学时的有限性之间有矛盾，影响了学生掌握更多有关机械设计的知识，限制了学生分析、构思和设计能力的培养，阻碍了教学改革进程。
（2）机械原理的教学过程中，学生完全处于一种被动的学习模式中。学生往往都是通过挂图，模型，多媒体了解到一些典型的机构动作原理和动作方式，这种灌输的教学模式妨碍了学生创新思维的培养。
（3）实践知识的匮乏。现在的大学生尤其是近机专业类的，他们在平时的实践和实验课程中接触机械方面的机会比较少，就是观察到一些机械机构与原理方面的现象，也不会刻意去留意。这样的话，学习本课程，就更缺乏实践方面的知识，甚至连感性认识都没有。
（4）现代设计理论及方法的出现。近些年来，现代机械设计方法取得了飞速的发展，目前常用的有：计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、摩擦学设计、设计方法学设计、并行设计、人机工程学设计、虚拟现实、相似系列产品的设计、质量驱动设计、工程反求设计和分型设计等。一个新的机械设计体系正在发展和形成，现代设计方法将不断得到推广和应用。这方面也是我们机械原理教学遇到的新的挑战。
（5）缺乏实践手段，教学目标难以实现《机械设计基础》是一门实践性较强的课程，边学习边实践才能实现提高设计能力、培养创造性素质的要求。但实际上由于学时所限，加之一般院校缺乏相关实验、实习操作手段，很难达到上述要求。由于学生缺乏对实际机械系统的感性认识，所以教学效果不太理想。
四、虚拟样机融入机械原理教学模式中
（1）机械原理样机教学培养学生的创新能力
高等学校的样机教学是培养学生创新精神和创新能力最生动、最重要的一环。它是衔接理论教育和工程实践的重要环节，是培养学生创新意思和创新能力的基本場所之一。与理论课堂教学相比，其优势在于使学生把所学的理论和实践相结合，其着力点在于学生对知识的融会贯通、灵活运用和创新等方面的培养。它既有知识传承，又有动手实践，遵循了人的认识规律；学生在科学实验中去发现和认识科学理论，并在科学实验中去检验所获得理论真伪，应用已经证实的理论去分析和解决具体的工程实践问题的一种实践教学。它具有直观性、实践性、综合性、创新型等教育特性。现在绝大多数大学在讲授《机械原理》这门课程的同时，由于课时的限制，给予学生的动手锻炼的课时相对减少，如果说配有一些类似于机构创新，机构组合等的实验，将会很大的拓展学生的视野，创新思想也会得到极大的发挥。
（2）样机技术融入教学中培养学生的分析能力
进入21世纪后，计算机技术、信息技术、网络技术以及管理技术的快速发展，对制造业和新产品开发带来了巨大挑战，也提供了新的机遇。经不断完善、长期的工业验证并加以商品化.成为面向中国制造业的高性能绘图设计软件系统.用户遍及汽车、摩托车、船舶、机械和模具等行业。在采用全新理念的智能关系几何建模技术，融合了高端三维CAD一体化软件的先进设计思想。彻底突破了传统绘图软件的局限后，机械设计中所创建的对象，几何图形具备了表达和处理设计关系、约束与特征等非图形信息的能力.用户能方便地对图形对象进行全部编辑.为产品图形的后期修改提供更大的灵活性。机械创新设计是一个传统而现代的问题，一个国家、一个民族的兴旺发达都得益于创新，没有创新得民族是没有希望得民族，创新能力不是与生俱来的，是靠教育和引导培养出来的。常言道：熟能生巧，巧能生妙，妙能创造。好奇、兴趣、勤奋和动手实践是发明、创造的原动力，机械创新能力的培养亦如此。不会从全局去思考设计问题，就不会是一个合格的工程师，更谈不上具有创新能力；不会处理设计中的细节问题，创新设计就成了空中楼阁。为了培养学生的创新设计能力。必须让学生尽量多地接触生产实践，教学过程中应理论联系实际地分析一些具体机械中通用零部件的应用，注意观察具体机械零件结构设计上的特点，一方面使学生熟悉机械的工作原理，一方面逐渐培养学生对机械设计的兴趣。通过设置问题激发学生的好奇心和动手改变现状的欲望。引导学生学会利用各种机会通过事物的现象观察其本质，在熟悉、感兴趣、发现问题、试图改变的基础上实现创新能力的培养。
五、总结
《机械原理》是一门非常重要的技术基础课程，内容多，课时少。研究如何解决当前机械原理教学中面临的问题，我们一方面要从教学内容，教学方法不断提高和改进，另外还要培养在机械设计中融入样机技术的设计思想，增强他们学习的主动性为今后进行相关机械设计工作打好良好的基础。同时培养学生的系统创新思维，从整体性、长远性和综合性的角度出发，锻炼学生的思维模式和方式。
参考文献
[1]杨可桢，程光蕴.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，1999.
[2]高广娣.典型机械机构ADAMS仿真应用[M].北京：电子工业出版社，2013.
[3]宋少云等.ADAMS在机械设计中的应用[M].北京：国防工业出版社，2015.
[4]祖旭.虚拟样机技术及其发展[J].农业机械学报，2004（02）.
一、虚拟样机的概念
虚拟样机技术是一门多学科的技术，它的核心部分是多体系运动学与动力学建模理论及其技术的实现。CAD/FEA技术的发展为虚拟样机技术的应用提供了技术环境和技术支撑。虚拟样机技术改变了传统设计的思想，将分散的零部件设计与分析技术集成于一体，提供了一种全新的研发机械产品的设计方法。
二、虚拟样机技术的特点
虚拟样机技术具有很大的优势。包括以下几个方面：
（1）通过计算机建立产品的数字化模型，可以减少物理样机的数量，通过软件的仿真分析功能，在虚拟的环境中模拟产品运行的真实环境，为物理样机的制造提供参数依据。
（2）缩短了新产品的研发周期，降低研发成本，促使新产品尽早上市。
（3）通过部分参数的修改，便能达到系统的优化设计。
（4）样机技术也是实现动态联盟的重要手段，克服了单个企业资源局限而出现的一时内无法通过互联网实现的资源共享。为多个企业的设计交流而创造了快速反馈及时的动态联盟。
三、传统机械原理教学中面临的问题
《机械原理》是一门古老的学科，随着时代的发展本课程的教学也出现一系列的问题，主要体现在以下四个方面：
（1）传统的课堂教学形式仍占主要地位课堂教学是传授知识的主阵地和主渠道，《机械原理》课程内容的广泛性与授课方式及学时的有限性之间有矛盾，影响了学生掌握更多有关机械设计的知识，限制了学生分析、构思和设计能力的培养，阻碍了教学改革进程。
（2）机械原理的教学过程中，学生完全处于一种被动的学习模式中。学生往往都是通过挂图，模型，多媒体了解到一些典型的机构动作原理和动作方式，这种灌输的教学模式妨碍了学生创新思维的培养。
（3）实践知识的匮乏。现在的大学生尤其是近机专业类的，他们在平时的实践和实验课程中接触机械方面的机会比较少，就是观察到一些机械机构与原理方面的现象，也不会刻意去留意。这样的话，学习本课程，就更缺乏实践方面的知识，甚至连感性认识都没有。
（4）现代设计理论及方法的出现。近些年来，现代机械设计方法取得了飞速的发展，目前常用的有：计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、摩擦学设计、设计方法学设计、并行设计、人机工程学设计、虚拟现实、相似系列产品的设计、质量驱动设计、工程反求设计和分型设计等。一个新的机械设计体系正在发展和形成，现代设计方法将不断得到推广和应用。这方面也是我们机械原理教学遇到的新的挑战。
（5）缺乏实践手段，教学目标难以实现《机械设计基础》是一门实践性较强的课程，边学习边实践才能实现提高设计能力、培养创造性素质的要求。但实际上由于学时所限，加之一般院校缺乏相关实验、实习操作手段，很难达到上述要求。由于学生缺乏对实际机械系统的感性认识，所以教学效果不太理想。
四、虚拟样机融入机械原理教学模式中
（1）机械原理样机教学培养学生的创新能力
高等学校的样机教学是培养学生创新精神和创新能力最生动、最重要的一环。它是衔接理论教育和工程实践的重要环节，是培养学生创新意思和创新能力的基本場所之一。与理论课堂教学相比，其优势在于使学生把所学的理论和实践相结合，其着力点在于学生对知识的融会贯通、灵活运用和创新等方面的培养。它既有知识传承，又有动手实践，遵循了人的认识规律；学生在科学实验中去发现和认识科学理论，并在科学实验中去检验所获得理论真伪，应用已经证实的理论去分析和解决具体的工程实践问题的一种实践教学。它具有直观性、实践性、综合性、创新型等教育特性。现在绝大多数大学在讲授《机械原理》这门课程的同时，由于课时的限制，给予学生的动手锻炼的课时相对减少，如果说配有一些类似于机构创新，机构组合等的实验，将会很大的拓展学生的视野，创新思想也会得到极大的发挥。
（2）样机技术融入教学中培养学生的分析能力
进入21世纪后，计算机技术、信息技术、网络技术以及管理技术的快速发展，对制造业和新产品开发带来了巨大挑战，也提供了新的机遇。经不断完善、长期的工业验证并加以商品化.成为面向中国制造业的高性能绘图设计软件系统.用户遍及汽车、摩托车、船舶、机械和模具等行业。在采用全新理念的智能关系几何建模技术，融合了高端三维CAD一体化软件的先进设计思想。彻底突破了传统绘图软件的局限后，机械设计中所创建的对象，几何图形具备了表达和处理设计关系、约束与特征等非图形信息的能力.用户能方便地对图形对象进行全部编辑.为产品图形的后期修改提供更大的灵活性。机械创新设计是一个传统而现代的问题，一个国家、一个民族的兴旺发达都得益于创新，没有创新得民族是没有希望得民族，创新能力不是与生俱来的，是靠教育和引导培养出来的。常言道：熟能生巧，巧能生妙，妙能创造。好奇、兴趣、勤奋和动手实践是发明、创造的原动力，机械创新能力的培养亦如此。不会从全局去思考设计问题，就不会是一个合格的工程师，更谈不上具有创新能力；不会处理设计中的细节问题，创新设计就成了空中楼阁。为了培养学生的创新设计能力。必须让学生尽量多地接触生产实践，教学过程中应理论联系实际地分析一些具体机械中通用零部件的应用，注意观察具体机械零件结构设计上的特点，一方面使学生熟悉机械的工作原理，一方面逐渐培养学生对机械设计的兴趣。通过设置问题激发学生的好奇心和动手改变现状的欲望。引导学生学会利用各种机会通过事物的现象观察其本质，在熟悉、感兴趣、发现问题、试图改变的基础上实现创新能力的培养。
五、总结
《机械原理》是一门非常重要的技术基础课程，内容多，课时少。研究如何解决当前机械原理教学中面临的问题，我们一方面要从教学内容，教学方法不断提高和改进，另外还要培养在机械设计中融入样机技术的设计思想，增强他们学习的主动性为今后进行相关机械设计工作打好良好的基础。同时培养学生的系统创新思维，从整体性、长远性和综合性的角度出发，锻炼学生的思维模式和方式。
参考文献
[1]杨可桢，程光蕴.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，1999.
[2]高广娣.典型机械机构ADAMS仿真应用[M].北京：电子工业出版社，2013.
[3]宋少云等.ADAMS在机械设计中的应用[M].北京：国防工业出版社，2015.
[4]祖旭.虚拟样机技术及其发展[J].农业机械学报，2004（02）.