土木工程课程虚拟仿真教学平台设计与应用

北京工业大学土木工程国家级虚拟仿真实验教学中心利用现代虚拟仿真最新技术,采取多种模式建立了虚拟仿真实验平台。以土木工程中基础实验课程教学方法为研究对象,提出基于虚拟仿真技术的土木工程实验实训课程的教学方案。依托真实系统和仿真实训中心,构建了土木工程应用领域广泛使用的钢筋混凝土简支梁实验、短柱实验、振动台实验等九个实训项目,同时构建了工程结构实验中心三维仿真系统,功能包括实验中心室内、外场景的整体3D展示以及大型实验设备和特色实验系统的3D模型、功能展示和试验仿真。     

结构虚拟实验教学系统的开发与应用

"结构检测技术"是土木工程专业一门重要专业技术课程,实验项目较复杂,实验费用开支较多,实验安排难度较大。提出一种基于3D环境的结构虚拟实验教学平台,针对混凝土简支梁静力试验开发了一套仿真实验系统,在试用过程中,受到了学生普遍的欢迎。此外,简要介绍了虚拟实验技术发展背景和应用前景,分析了结构虚拟实验教学软件的重要作用和开发要点,对于构建虚拟实验平台所涉及的关键技术进行了探讨,对于结构虚拟实验教学系统的进一步开发计划进行了简要介绍。     

应用型地方高校土木工程虚拟仿真实验教学中心建设探索

虚拟仿真实验技术应用于土木工程教学领域,可以解决传统土木工程实践教学与现代应用型人才培养之间的一些突出矛盾。结合地方高校对接产业发展和行业需求、面向工程实践培养应用型人才的现实需要,论述了应用型地方高校土木工程虚拟仿真实验教学中心的建设理念和土木工程虚拟仿真实验教学体系的构建思路,分析了土木工程虚拟仿真实验教学资源平台的功能和组构模式。实践表明,为提升学生的创新意识、工程实践能力、信息化应用能力、综合素质和自主实验的学习兴趣,提高土木工程应用型人才培养成效,地方高校应校企合作开发"层次化、模块化、体系化"的土木工程虚拟仿真实验教学资源,建立"高度仿真、虚实结合、开放共享"的应用型虚拟仿真实验系统,积极开展土木工程虚拟仿真实验教学。     

虚拟实验室设计与实现

以虚拟教育为切入点,以土木工程专业拟静力试验为例,设计并实现了虚拟实验室系统。该系统采用3Ds Max、Photo Shop对实验室及实验材料、设备等进行建模和贴图,同时利用ADINA数值仿真分析软件对实验进行模拟,提取所需实验数据并保存到SQL数据库中,在Unity 3D平台使用.Net脚本语言实现对模型的控制操作。该系统解决了大型试验准备周期长、资源消耗大、不易操作等问题,最大限度地使学生参与整个实验过程,以掌握更多的知识和科研成果。     

基于Flash3D的中学化学虚拟实验平台的设计与实现

用Flash3D技术开发三维虚拟实验平台具有技术难度适中、功能易于扩展、浏览器插件安装方便且使用普遍等优点,但是已有的三维虚拟实验平台较少采用Flash3D技术。文章首先从系统架构、数据库设计、虚拟实验过程设计等方面详细论述了基于Flash3D技术的中学化学虚拟实验平台的设计方案,然后阐述了该平台的功能,接着从三维虚拟实验场景中的交互、化学实验现象的模拟、数据通信等方面提出了该平台的实现方法。最后介绍了中学化学虚拟实验平台的特色。     

土木工程虚拟实验中心的建设与思考

结合北京工业大学土木工程虚拟实验中心建设和申报国家级虚拟仿真实验中心的若干经验和主要成果,分析了虚拟实验平台网络化、三维化、沉浸式、交互式和与有限元软件相结合的技术特点,指出了虚拟实验技术与远程试验、混合试验相结合的发展方向,相关研究工作可供相关院校的虚拟实验中心建设和虚拟实验技术开发所参考借鉴。     

土建类专业虚拟仿真实验教学平台建设思考

传统土建类专业实验教学存在较多问题,已无法满足土建专业高素质创新型人才培养的需求,许多高校越来越重视虚拟仿真实验教学平台(SETP)的建设。本文对传统土木工程专业实验教学存在的问题进行了分析,并以宁波大学为例提出了土木工程SETP建设的原则、目标、功能及内容,指出土木工程SETP应围绕培养目标和教学功能,并遵循系统性、交互性、工程化过程及虚实结合的原则开展建设。平台资源配置需满足土木工程专业各模块方向的实验项目要求,利用实验平台引导学生创造性地运用知识和能力,自主发现、研究和解决工程实际问题,从而培养出满足工程实际需求的土建人才。     

基于LabVIEW的远程虚拟实验室建设与应用

构建了基于LabVIEW环境的远程虚拟实验室,该虚拟实验室由被测系统、硬件平台和软件平台3部分构成。平台应用了C/S架构,教师可以通过服务器端规划以及管理课程实验,而学生则可以通过客户端登录实验平台操作远程实验设备完成实验,同时还可以通过网络摄像头来观察实验过程和实验现象。结合模拟电子技术中运算放大类实验来阐述虚拟实验室在模拟电子技术实验中的应用。     

土木工程类非破坏性实验虚拟仿真项目建设——以简支钢桁架梁静载实验为例

土木工程专业学生人数的增加和实验条件的限制,导致简支钢桁架的实体性荷载实验存在诸多缺点,如限制学生对实验的参与程度、影响学生的实验体验及对专业知识的理解深度。该文以虚拟仿真实验教学为总目标,以"虚实结合、能实不虚"为根本原则,完成了简支钢桁架梁非破坏性虚拟仿真实验平台建设,并应用于土木工程相关教学中。实践和应用效果显示,虚拟仿真实验平台真正实现了学生独立地、深度地参与到结构荷载实验的全过程,提高了学生的实验体验和实践创新能力。     

采用BIM技术的土工虚拟仿真实验设计

土工实验是土木工程专业中实践性最强的专业课之一,注重基本理论与实验实践相结合,随着新结构、新材料、新工艺及检测技术的快速发展,土工虚拟仿真实验技术能够满足这些新的需求。本文重点研究土工虚拟仿真实验的设计,采用BIM技术,对土工实验进行虚拟化,分析土工虚拟仿真实验的可行性和实施效果,为努力搭建土工虚拟仿真实验平台和内容的建设提供技术支持。