材料力学课程虚拟仿真实验系统的开发及应用

发布时间：2022-01-08 08:14

　　提出开发一个桌面型的简易材料力学课程虚拟仿真实验系统,以拓展实验教学内容的广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平、降低实验材料的消耗,从而保证每个学生都能充分熟悉和掌握实验过程和操作。该系统采用Unity 3D作为虚拟仿真系统的开发平台,利用SolidWorks对实验设备进行了三维建模,使用C#脚本语言编程和UGUI界面设计完成了整个虚拟系统的设计和搭建,并进行了系统测试。最后在实际的教学中进行了应用,取得了较好的效果。 

【文章来源】：装备制造技术. 2020,(02)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

系统构成

开发前期准备工作主要是制作和收集大量的实验相关的素材，并且还需要编写一个实验脚本，该部分工作内容较多，涉及到的软件和工具也比较多。在本虚拟仿真实验系统准备工作主要包括：设备模型、实验帮助、动画、实验视频、实验脚本以及实验操作文档等元素的设计制作和准备。对于设备模型的创建主要是利用SolidWorks三维设计软件对万能材料试验机、扭转试验机和一些测量、标定装置进行了三维形态的建模和设计，得到这些设备的立体模型（图2），同时还在实验室现场录制了实验教学视频，并利用3DS Max进行了动画设计和制作，整理实验指导书和设备介绍等操作性文档，并且将上述内容利用相关的软件进行转换成为Unity 3D能够接受的数据格式。2.2 系统搭建

在Unity3D开发平台下，首先搭建虚拟实验环境，设置灯光照明等内容，然后导入前期准备的实验资源（包括各种模型、动画、视频、文本等内容），最后利用C#脚本语言编程和UGUI界面设计工具完成仿真实验界面设计、人机交互设计（以键盘鼠标为主）以及动画、视频的播放控制以及文档显示等开发工作，完成了整个桌面虚拟系统的开发。材料力学虚拟实验系统主界面和实验室的虚拟场景，如图3和图4所示。图4 场景搭建

【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟现实技术引入机械类课程的技术与难点分析[J]. 刘炜,夏兆旺,包国治,王军.  计算机时代. 2019(05)
[2]VR技术在实践教学中的应用研究[J]. 梁利东,江本赤,贾文友.  教育教学论坛. 2019(16)
[3]高职汽车电子类课程教学中虚拟现实技术的整合运用分析[J]. 曹添银.  内燃机与配件. 2019(07)
[4]虚拟现实技术在材料力学实验教学中的应用研究[J]. 郝俊才,程玲,赵春香.  课程教育研究. 2013(24)



本文编号：3576210