木质复合材料结构设计与制造虚拟仿真实验的开发及应用

以提升学生解决复杂工程问题的能力为目标,采用虚拟仿真技术,构建了木质复合材料结构设计与制造虚拟仿真实验系统。以胶合板产品生产为例,从生产过程的实际问题出发,设计了融合产品结构设计、工艺优化和质量综合评估等实践技能于一体的具有挑战性的实验任务。通过采用情境浸入式、任务驱动式和激励探究式教学方法,使学生在“做中学”和“反思中学”的过程中,自主架构知识体系,并实现了知识从理论到实践的有效迁移,达到了提升学生解决复杂工程问题能力和拓展创新思维的目标。     

复合材料固化工艺评价与优化虚拟仿真实验

该实验集成科研积累的材料性能数据开发形成数据库,设计并构建材料工艺性分析和复合材料成型固化过程虚拟仿真平台,学生可快速分析树脂体系的固化特性、设计和评价工艺制度、探究制件结构因素对工艺制度和工艺窗口的影响。利用计算机技术的该虚拟仿真实验,避免了常规实验中设备、原材料、实验条件等因素的限制,可开展多因素、多条件下的虚拟实验,增大了变量的选择、设计和分析范围,激发了学生进行主动思考的积极性,对学生进行知识实践和知识扩展以及创新能力提升具有很好作用。     

虚拟仿真实验教案设计及实践

以生命科学与技术国家级虚拟仿真中心近年在教案设计方面的探索及实践为依据,从专业知识、虚拟场景、逻辑结构、交流互动、教学反馈、效果与质量评测等方面深入探讨了虚拟仿真教案的准备与设计,以期推进虚拟仿真教学模式在实验教学中的广泛应用,提高学生综合实践能力。     

活性炭/二氧化锰复合材料的制备及性能研究

采用水热法,以果壳活性炭为载体,制备活性炭（AC）/二氧化锰（MnO2）纳米线复合材料。采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、比表面及孔径分析仪、同步热分析仪（TG）以及紫外可见吸收光谱（UV/Vis）对所得材料的组成、形貌和结构进行表征,并对其光催化性能进行研究。结果表明:采用水热法可实现活性炭与MnO2的有效复合。在复合材料中,MnO2纳米线多以无定形态的形式存在且尺寸均一,将活性炭有效胶结在一起,从而使得活性炭比表面积和孔隙率降低,但其孔径大小保持不变。光催化实验结果表明,AC/MnO2复合材料对于有机染料具有明显、高效的降解效果,对亚甲基蓝的降解主要是吸附和光催化两者协同效应的结果。该结果拓展了活性炭在光催化领域的应用。     

航空复合材料科学与工程虚拟仿真实验建设教学研究

民航特色人才培养的目标是培养德智体美劳全面发展和可持续发展的满足社会和行业需求的创新型、复合型、应用型人才.为了适应航空业对高素质、高技能专业性人才不断增长的需求,推动航空复合材料科学与工程专业实验教学改革,对中国民航大学航空复合材料科学与工程虚拟仿真实验建设思路和教学功能进行分析,从学科专业特点、教学改革及本科生培养...     

复合材料干压成型虚拟仿真实验的创新与实践

论文以郑州大学材料科学与工程专业的必修课“综合实验”课程中的“复合材料干压成型虚拟仿真实验”为例,围绕虚拟仿真实验的背景、意义和作用,以及所开发的复合材料干压成型虚拟仿真实验原理、知识点、核心要素仿真设计、教学特色、系统构架、考核方式及建设成效等,多方面阐述了虚拟仿真实验教学的创新与实践。     

沥青实验虚拟仿真设计

结合同济大学沥青实验教学的实际情况,采用Flash技术开发了沥青虚拟仿真实验,具体包含针入度实验、软化点实验、延度实验、布什旋转黏度实验、薄膜烘箱老化实验和旋转薄膜烘箱老化实验6个实验项目。虚拟仿真实验与实际沥青性能实验密切结合,其中演示模式提供了6个实验的标准操作流程视频,操作模式可以互动实现真实实验的全部操作过程,且实验结果不仅能够评价虚拟实验测试结果的准确性,还能根据学生操作的规范性给予打分,以评估学生对实验的掌握程度。虚拟仿真实验不仅可以降低训练成本,动画式和交互式操作还可以提高学生的学习热情,从而促进教师与学生的教学互动,变革实验教学方式,改善教学效果。     

异形锂电池成型工艺及热失控测试实验虚拟仿真设计与实践

针对异形锂电池成型工艺及热失控测试实践教学存在成本高、周期长、安全隐患大等问题,设计开发了异形锂电池成型工艺及热失控测试实验虚拟仿真,实现课程知识点与实践训练有效衔接。实验构建了“课前任务牵引,课上虚拟仿真,课后实验验证”虚实结合的教学模式,围绕“学生中心、应用导向、问题牵引、能力培养”的教学理念,采用“五式导引”实验教学方法,着力培养学生的问题意识、创新精神、主动学习和自我反思的能力,提高学生实践和创新能力。     

钢的热处理虚拟仿真实验

热处理是铸件或锻件在进一步加工前不可或缺的步骤,因此钢的热处理实验是机械工程材料这门课程的重点内容之一,需要将金属材料在固态下加热、保温和冷却,通过改变金属材料,特别是钢铁材料的组织结构来获得所需性能的一种工艺。该实验的加热温度高,油冷时会产生刺鼻的气味,实验过程中会耗费大量的电能、机油、钢材试样等材料。基于以上缘由,开发了基于虚拟技术的钢的热处理仿真实验。     

橡胶活性粘土复合材料制备及力学性能测试

本文结合《材料学基础实验》大纲要求，介绍利用硅烷剂改性矿物粘土作为活性粘土，填充天然橡胶制备成橡胶复合材料的一种实验方法，并按照国家标准对橡胶复合材料进行力学性能测试。目的是让学生在掌握复合材料理论课的基础上，在实验中加深对复合材料概念的理解。     

直线电动机推力测试虚拟仿真实验设计

直线电动机作为应用广泛的零传动特种电机,在制造加工、轨道交通、光学检测、生物医学、航空航天等领域有着重要的地位。针对本科实验设备及耗材成本、安全性问题及时间、场地的限制,设计基于虚拟仿真技术的直线电动机推力测试实验,将实验系统中的PC工控机、伺服驱动器、直线电动机(动子、定子)、测力环、测力传感器及其他辅助零部件用图形的方式表达出来,并完成参数设置、模拟实验过程、实物演示等步骤,使学生了解直线电动机工作原理、动作过程及推力特性。这种虚、实结合的方式已成功应用两年,在实验预习、自主操作、直线电动机模拟过程中起到了重要作用。     

论仿真虚拟实验与动手实验实验的关系

利用EWB，PSPice等电路仿真软件可以虚拟许多电路实验，在现阶段起着一定的作用。但动手实物实验不要缺少，不能用虚拟实验替代实物实验，两者应相互配合使用，才能培养学生既有动手能力，又具创新思想。     

物料分拣虚拟仿真实验系统设计

为解决实验实训课程中缺乏大型工业设备的问题,基于Virtual Universe Pro(VUP)设计了一种虚拟仿真物料分拣实验系统。该实验系统的物料分拣平台三维仿真模型能够模拟实际物料分拣的动作;能将虚拟物料分拣平台与控制器S7-300连接,在STEP7编程环境中进行物料分拣实验程序的设计、调试和运行。系统测试表明,该实验系统可以完成铝质物料、铁质物料、白色塑料以及红色塑料等4种物料分拣的基本功能。     

电子技术在线虚拟仿真实验项目

正杭州电子科技大学依托电工电子国家实验教学示范中心、电子信息技术国家虚拟仿真实验教学中心和电工电子国家教学团队,结合学科前沿和工程应用,开发了软件共享、仪器共享和远程控制三大类并且涵盖基础性、设计性和综合性三个层次的23个虚拟仿真实验项目。虚拟仿真实验项目采用高端工程仿真软件进行复杂电子系统设计,解决实验教学中高成本和不可及实验的难题。通过电路仿真设计、实体实验调试和产学研项目开发等逐级深入的实践培养环节,与行业工程应用无缝对接,培养学生的实践和创新能力,满足电子技术人才培养需要。     

虚拟仿真实验课程综合评价

针对虚拟仿真实验金课课程缺少定量评价的问题,提出应用模糊层次分析法建立基于虚拟仿真资源、教学效果及学生创新能力培养三个评价指标及对应二级指标组成的虚拟仿真实验课程定量评价方案。应用该评价方案,对现有省级一流课程“制冷压缩机拆装虚拟仿真实验”开展模糊层次分析与评价,得到该课程评价结果。该研究为实验课程金课建设以及有效开展虚拟仿真实验教学提供指导,也可为其他课程的金课建设评价提供借鉴。     

基础医学虚拟仿真实验模式探究

为实现实验教学信息化,探索了构建基础医学虚拟仿真实验平台的可行性和实现方法。以基础医学实验教学为研究对象,将虚拟仿真技术与教学结合,综合相关文献及医学院校建设虚拟平台的现状,将虚拟平台应用于医学教学,解决了功能模块的组成和技术支撑等建设问题。通过虚拟教学,在基础医学实验领域不断地探索实践,提升了教学质量、拓展了教学空间,增强了学生自主学习和创新能力。     

远程虚拟手术仿真实验系统

为提高远程医务培训的真实性与有效性,开发了基于虚拟现实的远程手术仿真实验系统。该系统以C/S模式构建远程通信网络,使其具备视频、语音、文件等实时传输功能;基于虚拟现实技术实现虚拟手术仿真的三维场景渲染和简单手术操作,使系统具备二维医学图像分析、三维重建、器官分割等功能。测试结果表明:该系统可以实现远程用户间视频、语音的流畅通信,也可以在建立连接后进行二维医学图像浏览、三维重建以及简单的切割操作,从而为后续有具体应用的遥操作虚拟手术仿真系统实现奠定基础。     

活性炭负载金纳米颗粒复合材料的制备及吸附性能研究

通过改变反先驱体中氯金酸含量,用水热法实现不同数量金纳米颗粒在活性炭表面的负载。采用透射电子显微镜（TEM）、红外光谱分析仪（IR）、同步热分析仪（TG）、比表面及孔径分析仪以及紫外可见吸收光谱（UV/Vis）对所得材料的形貌、组成和结构进行表征,并对其吸附性能进行研究。结果表明:采用水热法可实现不同数量金纳米颗粒在活性炭表面的均匀负载。负载金纳米颗粒在对活性炭组成影响不大的情况下能有效提升活性炭的热稳定性。随着负载量的增加,金纳米颗粒附着在活性炭的孔洞上引起比表面积和孔隙率逐渐减小。将活性炭负载金纳米颗粒的复合物对苯酚进行吸附处理,通过调整负载金纳米颗粒的数量可对活性炭吸附性能进行有效调控。     

车身结构设计虚拟仿真实验教学研究

基于成果导向教育(OBE)的理念,对汽车车身结构设计课程的实验教学进行探讨。构建了车身结构设计虚拟仿真软件平台。以车身子结构前防撞梁的正面碰撞为例,介绍虚拟仿真模型的建立、速度参数的修改、吸能盒厚度参数的修改,对前防撞梁整体变形进行输出显示,给出了不同工况下的能量曲线。通过将虚拟仿真技术引入实验教学,有助于学生形成复杂工程问题的分析能力和解决能力。     

冲压模具运动虚拟仿真实验

基于虚拟运动仿真原理,建立了冲压模具运动仿真的实验步骤和评价方法。利用多工位汽车覆盖件冲压模具生产线运动仿真实例,进行冲压模具运动过程的研究。冲压模具运动虚拟仿真实验再现冲压模具运动过程。通过分析冲压模具的干涉检查结果,对冲压模具设计存在的问题提出修改意见,提高冲压模具设计质量,保证冲压模具各个部件、生产线送料机构在工作时的通过性和运动无干涉。