人体运动与肌肉骨骼系统生物力学虚拟仿真教学实验开发与应用

随着“健康中国”国家战略的实施和人们对健康的日益关注,人体运动科学研究和相关产品研发正在飞速发展,对生物力学相关专业的人才需求日益迫切。然而,受仪器高成本、实验高消耗以及人体样本难获取等限制,目前很少有学校将生物力学相关的实验技术纳入本科实验教学中,使得学生在理解专业知识、提升实践能力方面难以达到教学要求。为解决该问题,开发了人体运动与肌肉骨骼系统生物力学虚拟仿真实验教学平台,包括人体运动捕捉及肌肉骨骼系统分析、骨与软骨压痕实验与力学性能分析、纤维软组织拉伸实验与力学性能分析3个模块。与现有的生物力学实验教学相比,该虚拟仿真实验更符合力学、机械等理工类专业的培养需求,能够有效提升复合型理工类拔尖创新人才的综合实践能力。     

纱线打结结构的仿真设计与虚拟测试教学

梳理纱线力学性能测试实验教学内容,分析传统实验教学方法的不足,提出将纺织生产中常见的4种打结结构进行仿真和虚拟测试,形象地展示结头极限应力点位置。基于纱线打结仿真展示的结头的纠缠属性和虚拟测试中的极限应力分布位置,对传统纱线力学性能测试评价指标进行创新。教学实践表明,通过纱线打结结构的仿真与虚拟测试有效拓展了传统实验教学场景,丰富了实验教学形式。纱线打结结构的仿真和虚拟测试形象生动解释了不同打结的结构牢度差异,使学生获得课程内容学习的多重感知。     

基于钢铁生产虚拟仿真的工程实践课程建设

工程实践是培养解决复杂工程问题能力的重要教学环节。基于钢铁生产虚拟仿真的工程实践课程,以复杂工程系统和虚拟仿真资源环境为支撑,采用“层次化”课程目标、“模块化”教学内容、“多元化”考核方法,在“跨学科”课堂建设、“问题中心”研讨教学、“任务驱动”探究学习、“能力导向”认证支撑等方面进行了探索。实践表明,基于工业背景的虚拟仿真工程实践课程建设符合现代工程教育改革方向,有效支撑了工程教育专业认证,是值得深入研究与发展的领域。     

大型引水隧洞调压系统仿真实验平台建设实践

水能资源具有清洁环保、可再生等优势,水能资源的开发与利用对于我国实现可持续发展及双碳目标具有重要意义。但建设大规模水利工程实体试验平台存在着许多困难,难以开展实体实验培养学生的实践能力,因此需要建设虚拟仿真实验平台开展相关的实验教学。以山东大学建设的大型引水隧洞调压系统虚拟仿真实验为例,设计的平台包括了大型引水隧洞调压系统学习认知、引水隧洞-调压室系统设计、试验结果分析等模块,实验内容丰富全面。经过教学实践验证,该平台能够提升实验教学质量,取得了良好的教学和社会效果。     

基于Bullet物理引擎的机器人仿真实验平台设计

为适应新时代工业机器人实验教学的蓬勃发展,设计了一种基于Bullet物理引擎的机器人仿真实验平台。该平台使用Bullet作为仿真引擎,具备运动学解算、碰撞检测与轨迹可视化的功能,使用Lua脚本作为主逻辑控制语言,调用仿真引擎功能函数。使用基于数据流的节点图作为主实验交互平台,将计算模块和通信模块封装为功能节点,通过图形连接定义运算逻辑。应用实例表明,该平台功能完善,可扩展性强,兼具脚本语言的灵活性与图形化语言的便捷性,适用于机器人的多种实验场景。     

一种串口控制A—D转换的仿真设计

设计采用Proteus ISIS软件虚拟仿真一种以51单片机为核心的串口控制A—D转换,结合外围电路通过数码管显示结果;程序开发使用C语言编写,并在Keil C51开发环境编译.仿真运行结果表明,该仿真设计稳定可靠.     

一种模型参考自适应速度辨识的异步电机直接转矩控制及其计算机仿真

本文从异步电机的数学模型出发,在直接转矩控制的基础上,介绍了一种新型的基于反电动势的模型参考自适应的无速度控制方法,并对该方法进行了仿真验证。实验表明,该方法效果良好。     

基于MATLAB的双频超声波多普勒流量计的理论模型仿真

通过介绍双频多普勒流量计的特点、理论模型,利用MATLAB仿真程序实现双频超声波多普勒流量计的理论模型的仿真过程,可以在界面清晰的看见各信道信号的波形,通过不同信号波形的对比,有利于该课题的进一步深入研究。     

基于声线模型的水声传播MATLAB仿真

本文首先阐明了声在海水中传播的声速模型和声线模型,通过深入分析模型的特性,提出了使用MATLAB的计算机仿真方案,接着对春季、夏季和冬季3种情况分别进行仿真,取得了较好的效果。     

ADAMS在机器人创新设计教学中的应用与探讨

机器人创新设计是上海理工大学对机械类专业本科生开设的一门专业选修课,作为一门多学科交叉学科,教学难度大。为改善教学效果,以培养学生综合设计能力为主线,将ADAMS仿真技术融于机器人创新设计课堂教学,可以达到拓宽学生知识面和熟练使用仿真软件进行创新设计的目的。教学实践证明该教学方法能够激发学生的学习兴趣,加深学生对知识的理解,提高了教学质量。