材料力学虚拟仿真实验系统的设计与开发
发布时间：2022-01-17 00:12
结合清华大学材料力学性能实验教学的实际情况,根据教学大纲的要求,设计开发出了材料力学虚拟实验仿真系统。该系统采用图形用户界面,学生可通过操作虚拟试验机和虚拟配套测控软件来进行实验,并实时显示实验曲线。该系统采用模块化设置,可以根据用户的需要进行组合,全方位适应不同用户的测试要求。采用虚拟仿真便于教学,不仅能使课前预习、课堂操作、课后练习与作业以及课下答疑等教学环节在数字化课堂上灵活呈现,而且还可以极大地培养学生的动手能力、创新能力和探索新知识的能力。
【文章来源】：实验室研究与探索. 2019,38(05)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
软件登入界面1．2实验内容
就可选择学习内容，也可以直接在左侧目录菜单中选择相关条目进行学习，如图2所示。图2理论基础模块另外，该软件还可以进行实测录像，同步显示材料受力变形－时间曲线，利用生动的演示功能，详细解析实验过程中的各个步骤、细节以及相关理论要点，让学生在上课之前就对实验内容有充分了解。用户只需点击实验视频演示功能按钮，即可进入操作模块。视频演示部分包含拉伸实验、压缩实验和扭转实验。分别以典型材料低碳钢和铸铁来进行演示，用户可以点击工具栏相应按钮进行观看学习，如图3所示。图3选择视频演示学习2系统功能说明该系统虚拟实验部分包含了碳钢与铸铁材料的拉伸、压缩、扭转等试验内容，如图4所示。下面以拉伸实验为例，说明虚拟实验的基本过程。图4虚拟实验界面选择“试样初始测量”按钮，开始进行试件测量，软件程序会自动测试并记录数据到表格中，如图5所示。点击“试样安装按钮”进行试件安装操作，拖动试件到试验机夹口处进行安装。三维显示上夹口先逆时针旋转松开夹口，安装试件，然后顺时针拧紧夹口，如图6所示。99
第38卷图5试件初始测量图6拉伸实验-试件安装拧紧试件后，点击虚拟万能材料试验机软件工具栏中“夹持力清除”按钮进行夹持力清零动作，如图7所示。图7拉伸实验-力清零夹持力清零完成后，点击虚拟万能材料试验机软件工具栏中“实验设置”按钮进行试验配置设置，也可按默认设置，用户可以浏览配置信息。配置完成后，方可进行测试工作，如图8所示。图8拉伸实验-实验配置实验配置完成后，点击虚拟万能材料试验机软件工具栏“开始实验”按钮开始测试，系统自动进入测试状态。虚拟试验机开始显示实验曲线及测试数据，如图9～10所示。该材料力学虚拟实验系统还可以在实验过程中随时暂停实验、查看或修改实验参数。同时还能将实验数据实时保存并退出系统，以后如果重新读入保存的数据就可以继续进行相关实验。图9拉伸实验-开始测试图10拉伸实验-实验完成3系统性能指标(1)实用性强，专业突出。用户只需通过操作虚拟试验机和配套虚拟测控软件来进行实验，并可以实时显示实验曲线。(2)具有可编辑性。软件中实验指导书、实验练习题使用word进行编辑或更改。实验演示视频可结合本校设备自行录制、修改和替换。(3)适应性强、运行效率高，对系统要求较低。系统完全采用C++语言进行开发，不受其他平台引擎限制，可适配不同软、硬件配置，Xp，win7，win8，win10全面兼容［10］。(4)详细的帮助系统。软件中涉及的主要操作步骤都有详细的帮助信息，可实时对每个步骤及操作进行解释。(5)细致的虚拟演示功能、更多?
【参考文献】：
期刊论文
[1]材料力学虚拟仿真实验系统的开发[J]. 李霞. 实验技术与管理. 2016(12)
[2]检测技术与虚拟仪器实验室建设[J]. 乐建华,黄家才. 实验室研究与探索. 2016(12)
[3]实验教学中虚拟仿真技术应用的研究[J]. 张敬南,张镠钟. 实验技术与管理. 2013(12)
[4]虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[J]. 王卫国. 实验室研究与探索. 2013(12)
[5]结构虚拟实验教学系统的开发与应用[J]. 纪金豹,李炎锋,李振宝,闫维明. 实验室研究与探索. 2013(09)
[6]基于Pro/ENGINEER开发的材料力学仿真实验系统[J]. 池德汝,朱聪玲,盛冬发,曾绍锋. 实验室研究与探索. 2011(09)
[7]材料力学虚拟实验系统设计[J]. 李斌,闫琴. 中国西部科技. 2011(12)
[8]虚拟试验软件平台技术的研究与展望[J]. 杜承烈,陈进朝,尤涛. 计算机测量与控制. 2011(03)
[9]网络实验教学新模式的探索与实践[J]. 张臣文,李文联,胡坤鹏. 实验室研究与探索. 2010(02)
[10]材料力学仿真实验设计[J]. 李会云,陈二忠,杨少冲. 山西建筑. 2008(30)
本文编号：3593671
【文章来源】：实验室研究与探索. 2019,38(05)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
软件登入界面1．2实验内容
就可选择学习内容，也可以直接在左侧目录菜单中选择相关条目进行学习，如图2所示。图2理论基础模块另外，该软件还可以进行实测录像，同步显示材料受力变形－时间曲线，利用生动的演示功能，详细解析实验过程中的各个步骤、细节以及相关理论要点，让学生在上课之前就对实验内容有充分了解。用户只需点击实验视频演示功能按钮，即可进入操作模块。视频演示部分包含拉伸实验、压缩实验和扭转实验。分别以典型材料低碳钢和铸铁来进行演示，用户可以点击工具栏相应按钮进行观看学习，如图3所示。图3选择视频演示学习2系统功能说明该系统虚拟实验部分包含了碳钢与铸铁材料的拉伸、压缩、扭转等试验内容，如图4所示。下面以拉伸实验为例，说明虚拟实验的基本过程。图4虚拟实验界面选择“试样初始测量”按钮，开始进行试件测量，软件程序会自动测试并记录数据到表格中，如图5所示。点击“试样安装按钮”进行试件安装操作，拖动试件到试验机夹口处进行安装。三维显示上夹口先逆时针旋转松开夹口，安装试件，然后顺时针拧紧夹口，如图6所示。99
第38卷图5试件初始测量图6拉伸实验-试件安装拧紧试件后，点击虚拟万能材料试验机软件工具栏中“夹持力清除”按钮进行夹持力清零动作，如图7所示。图7拉伸实验-力清零夹持力清零完成后，点击虚拟万能材料试验机软件工具栏中“实验设置”按钮进行试验配置设置，也可按默认设置，用户可以浏览配置信息。配置完成后，方可进行测试工作，如图8所示。图8拉伸实验-实验配置实验配置完成后，点击虚拟万能材料试验机软件工具栏“开始实验”按钮开始测试，系统自动进入测试状态。虚拟试验机开始显示实验曲线及测试数据，如图9～10所示。该材料力学虚拟实验系统还可以在实验过程中随时暂停实验、查看或修改实验参数。同时还能将实验数据实时保存并退出系统，以后如果重新读入保存的数据就可以继续进行相关实验。图9拉伸实验-开始测试图10拉伸实验-实验完成3系统性能指标(1)实用性强，专业突出。用户只需通过操作虚拟试验机和配套虚拟测控软件来进行实验，并可以实时显示实验曲线。(2)具有可编辑性。软件中实验指导书、实验练习题使用word进行编辑或更改。实验演示视频可结合本校设备自行录制、修改和替换。(3)适应性强、运行效率高，对系统要求较低。系统完全采用C++语言进行开发，不受其他平台引擎限制，可适配不同软、硬件配置，Xp，win7，win8，win10全面兼容［10］。(4)详细的帮助系统。软件中涉及的主要操作步骤都有详细的帮助信息，可实时对每个步骤及操作进行解释。(5)细致的虚拟演示功能、更多?
【参考文献】：
期刊论文
[1]材料力学虚拟仿真实验系统的开发[J]. 李霞. 实验技术与管理. 2016(12)
[2]检测技术与虚拟仪器实验室建设[J]. 乐建华,黄家才. 实验室研究与探索. 2016(12)
[3]实验教学中虚拟仿真技术应用的研究[J]. 张敬南,张镠钟. 实验技术与管理. 2013(12)
[4]虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[J]. 王卫国. 实验室研究与探索. 2013(12)
[5]结构虚拟实验教学系统的开发与应用[J]. 纪金豹,李炎锋,李振宝,闫维明. 实验室研究与探索. 2013(09)
[6]基于Pro/ENGINEER开发的材料力学仿真实验系统[J]. 池德汝,朱聪玲,盛冬发,曾绍锋. 实验室研究与探索. 2011(09)
[7]材料力学虚拟实验系统设计[J]. 李斌,闫琴. 中国西部科技. 2011(12)
[8]虚拟试验软件平台技术的研究与展望[J]. 杜承烈,陈进朝,尤涛. 计算机测量与控制. 2011(03)
[9]网络实验教学新模式的探索与实践[J]. 张臣文,李文联,胡坤鹏. 实验室研究与探索. 2010(02)
[10]材料力学仿真实验设计[J]. 李会云,陈二忠,杨少冲. 山西建筑. 2008(30)
本文编号：3593671
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