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中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
我國在將虛擬仿真技術應用在房建施工方面,有許多成功的案例,比如中央電視臺新址、上海的環球金融中心以及廣州珠江新城西塔等等。在房建施工中,應用虛擬仿真技術具有很多的優勢,可以對其進行推廣和應用。
1、虛擬仿真技術
虛擬仿真技術指的是人們借助于計算機技術、傳感技術、仿真技術以及多媒體技術等,來研究外界環境感知模型。以往的系統仿真技術很少涉及到這個領域,因此,可以說虛擬仿真技術是一項重大的科技突破。
2、虛擬仿真技術在房建施工中的應用
虛擬施工技術的應用研究:從理論層面上來講,依據相關的要求來將施工設計圖具體的實施,是非常簡單的過程,但是,在實際的施工中,這個過程卻是十分困難的。因為,在具體的施工中,會遇到各種各樣的地質情況,會選擇各種各樣的施工方法,那么在施工的過程中,必然會遇到一些突發的事情。在以往,我們遇到困難的時候,總是依靠施工經驗來進行解決,優化施工方法和施工組織,但是施工經驗會有一定的局限存在,那么在局限的經驗下指導施工,就很可能出現一些失誤。特別是隨著建筑風格和結構的多樣化,這種全新的建筑是沒有經驗可循的,如果依然走過去那種老路,就會產生很多的問題,施工的質量和施工的安全得不到保證,此外,還會增加施工成本和能源資源消耗。
在建筑施工中應用虛擬施工技術,就可以有效的解決這些問題;利用虛擬施工技術,可以依據相關的工程情況來建立幾何模型,有著高度的仿真性和交互性。工作人員可以依據相關的要求來進行模擬施工,在施工中尋找最為合適的方法和手段。相對于傳統的方法,這種方法可以有效的降低施工成本,縮短工期,并且還可以有效的提升施工質量。目前,很多的企業都開始應用虛擬施工技術,他們只需要建立一個三維模型,可視化模擬施工的全過程,在實際施工之前,就可以對各種構件的關系和位置進行準確的把握,這樣施工安全控制參數就可以依據比對來有效地的出來。
仿真技術在建筑施工中的應用研究:在建筑施工中應用仿真技術,主要的作用就是讓虛擬的建筑物更加的真實。應用仿真技術,可以讓建筑物周圍環境的外景十分逼真。只需要按照設計圖紙的樣本來進行建筑物的施工,就可以建模渲染建筑物和周圍的各種元素,比如周圍的建筑、場景和道路等等。在仿真場景中,任何一個物體的高度都和現實中一樣,并且有靜有動,有著十分強烈的真實感,讓人仿佛身臨其境。設計人員要想體驗其中,只需要從多個角度來觀察仿真環境即可。目前,在很多的建筑中都應用了這種仿真技術,并且取得了不錯的效果。
虛擬仿真技術在復雜空間鋼結構施工中的應用:現代建筑中鋼結構施工十分常見,它非常重要,并且十分復雜;它的復雜性指的是鋼結構并不是一下子完成的,需要一個部分一個部分來進行,在不同的施工階段,會有著不同的結構形態、受力特性、邊界條件和負載情況,那么下一個環節施工的時候,平衡狀況可能就達不到相應的要求。并且,再接著進行下一個階段的施工時,新的平衡又會產生。也就是說,接下來的每一個階段都需要重新尋找平衡。要想保證這么復雜的工程質量,就需要在實施的過程中認真的把握每一個微小細節,對所有的因素進行綜合的考慮。鋼結構工程對建筑整體十分的重要,如果在這個工程的施工分析中出現了問題,那么就不能有效的指導具體的施工,從而增加資源浪費和施工成本,還有可能導致一些重大安全事故的發生。如果依然采用的是傳統的施工方法和經驗,那么就不能保證這個工程的質量,針對這種情況,就可以采用虛擬仿真技術;通過實踐研究證明,在工程施工中采用虛擬仿真技術,可以全程跟蹤分析復雜的空間鋼結構施工,這樣比較危險的階段就可以及時的找出來,從而采取一系列的措施來進行控制和防范,降低事故發生的幾率。
虛擬仿真的三維動畫在施工中的應用:在以往,分析研究工程進度的時候,依據的是主觀的判斷和經驗,這樣研究出來的結果也不具備指導意義,因為它沒有足夠的科學性。而在建筑施工中應用了虛擬仿真技術中的三維動畫,就可以科學合理的分析施工的全過程。采用虛擬仿真技術的三維動畫,可以詳細的表現出施工過程中的每一個細節;那么設計員、業主和專家就可以迅速的找到工程施工中的一些重難點、關鍵環節以及注意事項等等;并且依據具體的需要來及時的調整和修改施工方案。虛擬仿真技術不需要投入大量的資金,也沒有很大的難度,因此,可以進行積極的推廣和應用。
虛擬仿真技術在施工安全方面的應用:主要體現在兩個方面,一是可以實現施工安全控制方案的最優化;如果采用傳統的模式,很可能會遺漏一些安全隱患;而采用虛擬仿真技術就不會出現這個問題,因為它可以模擬演練各種各樣的施工安全管理方案,對演練效果進行分析,采用科學的手段來綜合比較施工中不安全的人、物以及可能存在的一些安全隱患等等,制定出合理的施工方案,既能夠減小安全事故發生幾率,又可以保證工程施工的質量。二是可以實現安全預防和演練的最優化,首先依據虛擬仿真模擬,工程師就可以及時發現一些可能存在安全隱患的環節和部位,并且,三維動態仿真模型的建立,也可以起到協助的作用,總結本次現場模擬的分析和演示結果,避免日后發生類似的事故;其次,緊急逃生可以用三維動態仿真模型來進行有效的模擬,現場人員可以依據在模型中出現的建筑物事故模型,來充分的了解并且有效的選擇事故發生現場的應急措施、自救方式以及逃生路線,從而在很大程度上降低事故所造成的損失。
3、結語
通過大量的實踐研究表明,在建筑施工中應用虛擬仿真技術,可以有效的控制施工成本和安全風險,提高施工質量。隨著時代的發展和社會經濟的進步,虛擬仿真技術的應用范圍將會越來越廣。本文簡要分析了虛擬仿真技術在房建施工中的應用,希望可以提供一些有價值的參考意見。
參考文獻:
[1]嚴勇.建筑施工中虛擬仿真技術的實踐應用探究[J].建筑與文化,2012,2(3):123-125.
[2]范振學.淺談虛擬仿真技術在建筑施工中的應用[J].城市建設理論研究,2013,2(4):87-89.
【關鍵詞】虛擬仿真技術;建筑施工;應用研究
【中圖分類號】V448.15+3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158(2012)08—0168-01
隨著現代科學技術的飛速發展,虛擬技術和仿真技術逐漸開始了有機整合,成功運用在了建筑工程的設計與施工中,并且完全改變了傳統模式下的建筑設計和施工。究竟虛擬仿真技術是什么,它又是如何應用于建筑施工中,這些都是本文接下來會探討的話題。
一、虛擬仿真技術概述
傳統的仿真技術不能夠模擬出人對于外界情況的感知,而虛擬仿真技術涉及到了關于仿真人的感知模型。虛擬仿真技術是在多媒體技術、傳感技術、仿真技術以及計算機技術快速發展的基礎上,虛擬技術與仿真技術有機結合的產物。虛擬技術與仿真技術完美結合在了一起,則能利用虛擬的現實技術建立與試驗仿真的模擬模型,將仿真的過程和結果通過可視化、圖像化的方式呈現出來,強有力地推動了仿真技術的高速發展。虛擬仿真技術具有四個基本特性,包括沉浸性、交互性、虛幻性與逼真性,這些特性在虛擬仿真技術中得到了有效的體現,同時也提升了虛擬仿真技術在仿真技術領域的競爭力。
二、虛擬仿真技術在建筑施工中的應用研究分析
虛擬仿真技術在現代建筑施工中的應用越來越普遍,意義也越重大。本文將從以下幾個方面展開虛擬仿真技術在建筑施工中的應用研究分析:
(一)虛擬施工技術的應用研究
從一定層面上講,建筑施工過程實際上就是把施工的設計圖轉化為實物的—個過程,只是這個“轉化”的含義及意義都非常重大。傳統的施工方法與方式太多,容易跟著實際情況產生變化,而且從圖紙的設計到具體的施工環節,一般都很難按照原計劃設計的圖紙進行。此外,傳統的施工技術為了確保施工順利完成,一般總是憑借經驗實施工程,然而某些經驗往往會給施工帶來決定性的失誤。當前,大部分的建筑工程采用了全新結構,傳統的施工技術已經無法適應當下復雜的施工條件,因此轉變施工技術才是重點。虛擬施工技術應用于建筑施工中,能夠改善傳統技術下的盲目、主觀與隨意,能最大化地提高工程的質量,減少成本、耗材,提高施工的安全。利用虛擬施工技術的交互性和高度仿真性,可以建立施工設計的幾何模型,建筑施工的相關人員能夠根據所需進行施工的虛擬試驗,從而篩選出最佳的設計方式。
(二)仿真技術的應用研究
仿真系統是虛擬仿真技術的基礎之一,它能夠仿真虛擬建筑物施工周圍環境的外景,并且效果非常良好。通過仿真系統,可以將設計圖紙上的建筑物進行詳細建模,并能對建筑物周圍的相關環境因素如道路、休閑場景等進行建模。相關的設計人員與業主可以從不同的視角觀察仿真系統建模下的建筑物,也可以通過不同的入口走進虛擬建筑物中,還可以邊走邊看,相當于一次賞心悅目的漫游,并且還能通過鼠標與這個虛擬仿真建筑進行實時交互。在虛擬場景中,每一個物體都與實體之間有著高度仿真效果,其中還有聲音與動作等仿真特效,這就使得虛擬場景有著很強的真實感,讓人有種身臨其境之感。
(三)虛擬仿真技術在復雜空間的鋼結構施工中的應用研究
在某些建筑施工中,存在著復雜空間鋼結構施工,它是從一個部分逐漸到整體的完善過程,因此耗時,同時必須注意細節。復雜空間鋼結構的不同施工階段,其負載情況、結構的形態、受力特性以及邊界條件都不相同。在一個階段施工完成之后,暫時會處于一種平衡狀態,但是進行下一階段施工時,原有的平衡就會被打破,只有新的階段完成,才能再次實現平衡。復雜空間鋼結構的施工是一個平衡不斷被打破繼而又保持平衡的過程,在處理過程中顯得有些復雜,受力的因素也比較多,加之使用的施工方法不同,往往無法有效進行施工的指導。大量實踐證明,事故頻繁的高峰期往往就在施工階段,若處理不慎,極易釀成大禍。以往的施工過程中缺乏對施工的分析或者分析不夠詳細,致使施工中總是出現施工安全問題,而如今有了虛擬仿真技術,它可以對復雜空間鋼結構進行全程跟蹤,及時找出施工中哪個階段會是最危險的,然后加以控制。
(四)虛擬仿真三維動畫在施工中的應用研究
虛擬仿真技術三維動畫的出現,打破了傳統施工只能依靠經驗分析施工過程的模式,為現代化的建筑施工提供了一個便捷有效的分析手段。通過三維動畫對施工過程進行分析,專家、施工的技術人員以及業主就能對施工全過程甚至是每一個細節都能清除了解。此外,工程中會遇到的重難點以及關鍵環節,都可以通過仿真技術以三維動畫的形式展現出來,而且還可以根據業主的所需進行合適的調整,并及時修改原有的施工方案。目前,這種手段已經成功運用在了一些大型、重要的建筑中,比如中央電視臺的新址、上海環球金融中心、珠江新城西塔等,它的成功吸引了越來越多社會業界的關注。
(五)虛擬仿真技術在施工安全方面的應用研究
安全,不論在什么時代,都是必須保障的主題之一。傳統建筑模式下,很難預見安全隱患,但是虛擬技術的應用,能讓安全隱患一目了然。
1、進行施工安全控制的方案優化
在建筑工程施工分析中,如果采用虛擬仿真技術進行分析,可以發現很多傳統模式下無法發現的隱患,同時也能夠對不同類型的施工安全控制方案進行相應的模擬演練,并進行比較,最終確定出—個最佳的方案,實現安全控制方案同相關的成本控制、資金預算、損耗控制等方面的最大化。
2、實現安全演練與預防的最優化
實現安全演練與預防的最優化可以從以下三個方面進行:其一,工作經驗豐富的工程師要充分去了解容易出現隱患和發生事故的工程環節,利用虛擬仿真技術建立三維動態仿真模型,為類似事故的發生提前做好預防;其二,應該進行緊急逃生演練的模擬,通過模擬演練,訓練現場工作人員的自救能力、逃生路線的抉擇以及應急行動的實施;其三,還能做好安全教育,比如通過事故過程模擬,讓大家感受事故,預先做好安全防范。
三、結語
從目前來看,虛擬仿真技術在建筑施工中越來越普遍,這大大地降低了施工安全隱患、控制了施工的成本,同時也實現了施工控制的最優化。我們應該繼續探索虛擬仿真技術在建筑工程中的應用,以便更好的讓其為社會主義現代化服務。
參考文獻
[1]杜曉剛.虛擬仿真技術在建筑施工中的應用分析[J].中華民居,2011,(6):161-162
關鍵字:虛擬仿真技術;建筑施工;應用
中途分類號:TU7 文獻標識碼:A
系統仿真是以多種學科理論為基礎,以計算機及其軟件為工具進行試驗研究的理論和方法論體系。仿真技術顧名思義,是把自然界中的物理現象通過一定的物理和數學模型在計算機上模擬來得到實際場變量的分析,有助于預知關心的物理現象。簡單的說,仿真技術是對系統模型的一種試驗技術(是對系統動態模型的一種實驗手段),在安全性和經濟性方面有較大的優越性。
一、虛擬仿真技術的應用現狀
目前,虛擬現實技術在國際上是一個熱門研究課題,其應用已取得引人注目的成效,在國內也引起了廣泛的重視。當人們需要構造當前不存在的環境、人類不可能到達的環境或構造虛擬環境以代替耗資巨大的現實環境時,虛擬現實技術是必不可少的。隨著計算機硬件、軟件技術的發展以及人們越來越認識到它的重要作用,虛擬仿真技術在各行各業都得到了不同程度的發展,并且越來越顯示出廣闊的應用前景。虛擬現實的廣泛應用前景使之成為目前最具影響力的技術之一。軍事領域、航天技術、建筑設計、工業設計、教育培訓、醫學領域、石油化工等等,虛擬戰場、虛擬城市、甚至“數字地球”,無一不是虛擬技術的應用。虛擬仿真技術將使眾多傳統行業和產業發生革命性的改變。虛擬仿真技術在建筑方面的應用主要有:大型建筑先期演示和論證;建筑設計領域;結構工程領域(工程結構分析、巖土工程分析);房地產展示領域(全方位的數字化沙盤、數字化投標領域、房地產展示、施工流程的數字化模擬)。本文主要闡述虛擬仿真技術在建筑施工中的應用。
二、虛擬仿真技術在建筑施工中的應用方式
(一)用當前流行的三維動畫軟件3DS MAX、虛擬現實軟件3DVRI、多媒體編排軟件NeoBook、編程工具C#來實現模擬施工和虛擬建筑場景漫游。
3DVRI制作出來的虛擬仿真系統主要功能有:全方位互動漫游功能;即時輸出功能;數據實時查詢及修改功能;語音定位功能;導航圖功能。
事先用3DSMAX軟件做好建筑場景及主體的3D模型以及各施工模塊的3D模型,然后用3DVRI虛擬現實軟件對動畫場景進行處理轉換為3DVRI實時三維系統,最后用NeoBook軟件在3DVRI實時三維系統中按照需求寫入不同的指令,為實時三維系統添加交互功能,可以利用專業編程工具如C#等軟件對實時三維系統中的模型及動畫進行精確控制,并可編寫更復雜的交互功能程序,最終為可獨立運行的3DVRI施工模擬虛擬現實系統。此方案對于多種施工方案的展示、施工工序的編排比較有用,但無法對于施工方案進行預見性的模擬。
(二)用專業的建筑虛擬現實軟件(如奔特力Bentley、Multigen、Veger等),結合部分編程技術,實現具有較強人機交互能力、模擬建筑施工過程,以選擇合理的設計方案以及合理的施工方案。
本方案更為專業和智能,能預見性地發現施工方案中的不足,便于指導施工,可以有效地提高施工水平、消除施工隱患、防止施工事故、減少施工成本與時間。此方案的軟件購置費用比較高。
比較著名的是英國Bentley建筑工程系列軟件公司提供的系列建筑仿真軟件,目前已經在中國建筑、工程以及建造領域得到一些應用,主要在各建筑設計院使用,在施工中企業的應用還屬于起步階段。Bentley工程軟件系統公司首席執行官Greg Bentley宣布了兩項新的中國計劃,以支持中國的大規模基建投資。首先,Bentley亞洲總部將進駐北京,為中國的基建領域提供全面配套的軟件產品;其次,即將啟動的Bentley Power計劃,使中國用戶可在初期免費注冊專業的計算機輔助制圖/設計(CADD)軟件服務。
三、建筑施工中應用虛擬仿真系統的意義
(一)建筑工程施工方案的選擇和優化。
建筑工程施工的施工方法及施工組織的選擇和優化主要是建立在施工經驗的基礎上,存在一定局限性。同時,現代建筑基本都具有鮮明的個性,建筑工程施工成為不可完全重復的過程。使用施工虛擬仿真技術將可以直觀、科學地展示不同施工方法和施工組織措施的效果,可以定量地完成方案的對比,有助于施工方案的選擇和優化,真正實現最優施工。
(二)施工技術革新和新技術引入。
施工虛擬仿真技術一方面能使廣大施工技術人員低成本地試驗施工新工藝和革新思路,有助于創造性的充分發揮,同時能真切展示新技術的成效,縮短建筑業新技術的引入期和推廣期,降低新技術、新工藝的實驗風險。
(三)施工管理
施工虛擬仿真技術能事先模擬施工全過程,能提前發現施工管理中質量、安全等方面存在的隱患,因而可以采取有效的預防和強化措施,提高工程施工質量和施工現場管理效果。
(四)安全、生產培訓
施工虛擬仿真技術能實時、直觀地顯示施工過程的實際情況,有助于操作人員全面了解操作流程,優質安全地完成施工任務。
(五)大型工程設計
施工虛擬仿真技術可以考察建筑設計是否合理,可以方便地對擬改進部位進行修改,從而得到滿意的設計結果。設計的仿真也有利于設計單位與業主、施工單位進行設計交底。
(六)建筑市場管理
施工虛擬技術在招投標過程中能直觀對比各方的施工方法和成效,增加評標的透明度和公正性,有利于建筑市場的規范管理。
(七)其它方面
開發施工虛擬仿真技術必然帶動虛擬現實技術廣泛地應用于建筑業其它方面,帶動以下幾方面的進步:城市和市政規劃的優化;投資者的投資意圖及市場推銷;建筑機械設計;仿真和虛擬現實技術。
四、總結:
總而言之,隨著信息技術的高速發展,各種新型技術都已經開始投入實踐。建筑業也必須敢于創新,勇于嘗試,這是建筑行業發展自身、壯大自身并適應時展的唯一途徑。
參考文獻:
摘 要:虛擬仿真技術是利用硬件的在仿真技術和計算機虛擬現實技術建立仿真平臺,實現對機械制動效果的可視化分析。利用仿真平臺對機械工程實驗中的操作艙、機械制動器等機型動力學建模,為機械工程的實踐生產提供技術基礎。該文通過分析虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的應用,研究實驗中各種設備的規劃和改革,旨在為虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的應用提供發展的方向。
關鍵詞:虛擬仿真技術 機械工程 實驗教學
中圖分類號:G421 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)07(a)-0153-02
高校工科類專業中,操作實踐是教學中重要的組成部分,我國大部分院校都設立了工科類的專業操作實驗室,為學生動手能力和創新能力的提高創造條件。在傳統的機械工程實驗教學中,使用儀器設備的密集程度非常的高,使得實驗的復雜程度大大增加。很多儀器設備的價值昂貴,體積結構為實驗的操作帶來極大不便。學生只能在教材知識的基礎上刻板地進行實驗的操作,在這種情況下學生的創新能力和主觀能動性就不能得到發揮。眾多高校在實驗室的更新建設中,因為受到資金的限制,會繼續使用舊的儀器設備,這些設備在長期的使用過程中出現機能老化,已經不能滿足當前機械工程實驗教學的需要。在計算機技術不斷發展的基礎上,虛擬仿真技術的應用成為現在機械工程實驗教學中普遍的教學手段。
1 機械工程實驗室的虛擬實驗改進
現在高校實驗教學中的問題越來越突出,制約著教學效率和質量,突出體現在很多院校的實驗基地和實驗單位的建設能力非常有限,不能滿足學生自己動手操作要求,不能實現對學生進行基礎理論知識深化和了解。很多院校為了節省資金,減少出現實驗設備的安全問題等,在進行實驗教學的時候,主要是以參觀和講座的形式進行實踐培訓,學生基本沒有實踐動手的機會。在這種情況下,就會造成學生畢業后,參加相關工作沒有機械設備操作的經驗,無法獨立完成工作的內容。尤其在是實驗教學的過程中,學生會逐漸失去對實驗知識的學習動力和興趣,對學生長遠發展造成負面影響。所以在科學技術不斷發展的今天,機械工程該實驗室教學要轉變傳統的教學模式,采用先進的科學技術更新教學理念和教學手段,實現實驗教學方法和教學的完善。在院校的機械教學中,實驗教學是學生進行知識學習和鞏固的重要手段,是學生實踐操作能力培養的根本方法,是當今院校機械制造專業教學中最為重要的環節,是現代化機械人才培養的基本途徑。通過現代化的教學方式可以最大程度提高學生實踐動手能力,保證學生在實驗動手操作的基礎上對基本理論知識進行理解和完善。通過這樣的實踐實驗教學,可以使學生合理將基礎知識理論與實踐內容相結合,在動手實踐過程中逐漸形成獨特的自我知識技能認知能力。現在大多數院校利用的是CAD機房,然后在此硬件設施的基礎上,實現部分實驗室教學方式的改革。并且引進虛擬仿真技術對現有的實驗設備進行更新和改進。在機械工程實驗室教學中應用虛擬仿真技術,不但可以避免在實驗教學過程中出現設備的故障隱患,還能最大程度提高學生的實踐動手能力,為學生專業理論知識的學習提供科學實踐依據。對實驗室部分設備裝置進行傳動性能實驗、數控加工仿真實驗和減速器裝配實驗,最大程度提高了機械工程實驗教學的效率和質量。
2 虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的典型應用
2.1 帶傳動性能測試實驗
帶傳動性能測試實驗是機械工程專業實驗室教學中的一個重要組成部分,其主要是讓學生能夠直觀地觀察帶傳動的彈性滑動和打滑現象,還能有效地對實驗中的相關機電設備的承載能力進行分析,根據分析的數據參數實現對帶動問題的控制。進行傳動性能測試實驗的時候,需要利用的機械設備有力傳感器、電動機、轉矩力測桿、光電測速裝置、發電機等。這些實驗機械設備主要通過人工實現傳動性能測試,這樣的測試方式主要的特點是人工費用會高于設備使用的費用。在虛擬仿真技術的基礎上,進行帶傳動性能測試系統的設計可以最大程度提升機械工程實驗教學效率和教學質量。
2.2 數控加工仿真實驗
數字加工技術是現代制造業中一個核心的技術,在現代制造業的進步和發展過程中發揮著至關重要的作用。數字加工技術是綜合計算機應用技術中的微電子技術和機械加工技術。現在眾多院校的機械自動化成為一門重要的專業,這門專業的核心內容是在數控機床的操作中利用數控加工技術。但是數控機床的價格非常高,設備運作形式單一,并且運行程序的設置相當復雜,不能實現對每一位學生實驗操作需求的滿足,這種復雜性的實驗操作,只能滿足極少部分學生的需求,嚴重制約了機械工程實驗教學的效率。虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的應用,可以實現讓每一位學生加入到具體的機械工程實驗中來,對機械機床加工環境和流程才形成一個系統認知。
2.3 減速器裝配實驗
機械設計的一個基礎項目是減速器在機械設備中的使用。在傳統的減速器實驗教學中,都會利用實物代替減速器的教學方法。虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的應用,實現了通過實物模擬模型的拆卸,進行減速器的構成結構的直觀講解。
3 虛擬實驗室建設的構想
在進行虛擬實驗室建設思路設計的時候,首先,可以不考慮實驗室應用設備的操作性,也就是保證實驗室需要操作實踐的目標和任務與相關機械工程專業知識系統相統一,然后再研究實驗設備的穩定性。其次,要構思虛擬仿真平臺的建設,例如:機械操作平臺中的仿真器、ECU和虛擬演示平臺等。在整個虛擬仿真系統框架的設計中,主要是滿足院校機械工程類專業學生實驗操作的需要,所以一定要保證虛擬仿真實驗結果的精確性,才能確保學生對理論知識的掌握和鞏固。一般構建虛擬實驗室要進行仿真計算,觀察相關系數,觀察預先系數與實際操作系統是否統一。再次,仿真器的構建設計,隨著計算機軟件技術在機械工程實驗中的應用,虛擬仿真器代替了原來操作實驗中的實物操作,最大程度簡化了實驗步驟。并且仿真器可以利用USB實現與虛擬演示平臺的鏈接,在實驗的過程中可以保證虛擬演示平臺及時接收到虛擬實驗仿真信號,通過PWM模塊實現向ECU傳輸一定頻率的方波,在多媒體上模擬機械設備的工作原理,在虛擬實驗進行的時候仿真器利用USB將仿真實驗得到的數據傳送到模擬演示平臺,實現學生實驗操作的參數需要。最后,建立虛擬仿真系統,利用相關的計算機應用軟件,編輯建立應用模塊,結合相關的3Dmax建模工具建立虛擬演示平臺中的技術模塊,將模塊中的內容以特定的文件格式導入虛擬演示平臺中,最終讓學生在虛擬演示平臺中進行相關機械工程實驗操作。
4 結語
綜上所述,虛擬仿真技術在現代院校機械工程專業實驗教學中的應用,可以克服傳統實驗中的眾多實驗問題,保證學生能夠主動參與到實驗操作中來,提高機械工程實驗教學的質量。所以,院校應該重視對機械工程實驗室的虛擬實驗改進,以及虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的具體應用手段和方法,對傳統的實驗教學進行更新和補充。虛擬實驗要緊密結合現代科學技術和先進的計算機應用技術,滿足機械工程專業學生實驗操作要求的同時,適應院校實驗室敬愛教學的改革和發展。
參考文獻
[1] 蔡衛國.虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的應用[J].實驗技術與管理,2011(8):76-78,82.
[2] 張立松,閆相禎,楊秀娟,等.虛擬仿真技術在復雜工程力學問題實驗教學中的應用[J].實驗技術與管理,2014(9):102-105.
關鍵詞:虛擬仿真技術;機械工程;實驗教學
高校工科類專業中,操作實踐是教學中重要的組成部分,我國大部分院校都設立了工科類的專業操作實驗室,為學生動手能力和創新能力的提高創造條件。在傳統的機械工程實驗教學中,使用儀器設備的密集程度非常的高,使得實驗的復雜程度大大增加。很多儀器設備的價值昂貴,體積結構為實驗的操作帶來極大不便。學生只能在教材知識的基礎上刻板地進行實驗的操作,在這種情況下學生的創新能力和主觀能動性就不能得到發揮。眾多高校在實驗室的更新建設中,因為受到資金的限制,會繼續使用舊的儀器設備,這些設備在長期的使用過程中出現機能老化,已經不能滿足當前機械工程實驗教學的需要。在計算機技術不斷發展的基礎上,虛擬仿真技術的應用成為現在機械工程實驗教學中普遍的教學手段。
1機械工程實驗室的虛擬實驗改進
現在高校實驗教學中的問題越來越突出,制約著教學效率和質量,突出體現在很多院校的實驗基地和實驗單位的建設能力非常有限,不能滿足學生自己動手操作要求,不能實現對學生進行基礎理論知識深化和了解。很多院校為了節省資金,減少出現實驗設備的安全問題等,在進行實驗教學的時候,主要是以參觀和講座的形式進行實踐培訓,學生基本沒有實踐動手的機會。在這種情況下,就會造成學生畢業后,參加相關工作沒有機械設備操作的經驗,無法獨立完成工作的內容。尤其在是實驗教學的過程中,學生會逐漸失去對實驗知識的學習動力和興趣,對學生長遠發展造成負面影響。所以在科學技術不斷發展的今天,機械工程該實驗室教學要轉變傳統的教學模式,采用先進的科學技術更新教學理念和教學手段,實現實驗教學方法和教學的完善。在院校的機械教學中,實驗教學是學生進行知識學習和鞏固的重要手段,是學生實踐操作能力培養的根本方法,是當今院校機械制造專業教學中最為重要的環節,是現代化機械人才培養的基本途徑。通過現代化的教學方式可以最大程度提高學生實踐動手能力,保證學生在實驗動手操作的基礎上對基本理論知識進行理解和完善。通過這樣的實踐實驗教學,可以使學生合理將基礎知識理論與實踐內容相結合,在動手實踐過程中逐漸形成獨特的自我知識技能認知能力。現在大多數院校利用的是CAD機房,然后在此硬件設施的基礎上,實現部分實驗室教學方式的改革。并且引進虛擬仿真技術對現有的實驗設備進行更新和改進。在機械工程實驗室教學中應用虛擬仿真技術,不但可以避免在實驗教學過程中出現設備的故障隱患,還能最大程度提高學生的實踐動手能力,為學生專業理論知識的學習提供科學實踐依據。對實驗室部分設備裝置進行傳動性能實驗、數控加工仿真實驗和減速器裝配實驗,最大程度提高了機械工程實驗教學的效率和質量。
2虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的典型應用
2.1帶傳動性能測試實驗
帶傳動性能測試實驗是機械工程專業實驗室教學中的一個重要組成部分,其主要是讓學生能夠直觀地觀察帶傳動的彈性滑動和打滑現象,還能有效地對實驗中的相關機電設備的承載能力進行分析,根據分析的數據參數實現對帶動問題的控制。進行傳動性能測試實驗的時候,需要利用的機械設備有力傳感器、電動機、轉矩力測桿、光電測速裝置、發電機等。這些實驗機械設備主要通過人工實現傳動性能測試,這樣的測試方式主要的特點是人工費用會高于設備使用的費用。在虛擬仿真技術的基礎上,進行帶傳動性能測試系統的設計可以最大程度提升機械工程實驗教學效率和教學質量。
2.2數控加工仿真實驗
數字加工技術是現代制造業中一個核心的技術,在現代制造業的進步和發展過程中發揮著至關重要的作用。數字加工技術是綜合計算機應用技術中的微電子技術和機械加工技術。現在眾多院校的機械自動化成為一門重要的專業,這門專業的核心內容是在數控機床的操作中利用數控加工技術。但是數控機床的價格非常高,設備運作形式單一,并且運行程序的設置相當復雜,不能實現對每一位學生實驗操作需求的滿足,這種復雜性的實驗操作,只能滿足極少部分學生的需求,嚴重制約了機械工程實驗教學的效率。虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的應用,可以實現讓每一位學生加入到具體的機械工程實驗中來,對機械機床加工環境和流程才形成一個系統認知。
2.3減速器裝配實驗
機械設計的一個基礎項目是減速器在機械設備中的使用。在傳統的減速器實驗教學中,都會利用實物代替減速器的教學方法。虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的應用,實現了通過實物模擬模型的拆卸,進行減速器的構成結構的直觀講解。
3虛擬實驗室建設的構想
在進行虛擬實驗室建設思路設計的時候,首先,可以不考慮實驗室應用設備的操作性,也就是保證實驗室需要操作實踐的目標和任務與相關機械工程專業知識系統相統一,然后再研究實驗設備的穩定性。其次,要構思虛擬仿真平臺的建設,例如:機械操作平臺中的仿真器、ECU和虛擬演示平臺等。在整個虛擬仿真系統框架的設計中,主要是滿足院校機械工程類專業學生實驗操作的需要,所以一定要保證虛擬仿真實驗結果的精確性,才能確保學生對理論知識的掌握和鞏固。一般構建虛擬實驗室要進行仿真計算,觀察相關系數,觀察預先系數與實際操作系統是否統一。再次,仿真器的構建設計,隨著計算機軟件技術在機械工程實驗中的應用,虛擬仿真器代替了原來操作實驗中的實物操作,最大程度簡化了實驗步驟。并且仿真器可以利用USB實現與虛擬演示平臺的鏈接,在實驗的過程中可以保證虛擬演示平臺及時接收到虛擬實驗仿真信號,通過PWM模塊實現向ECU傳輸一定頻率的方波,在多媒體上模擬機械設備的工作原理,在虛擬實驗進行的時候仿真器利用USB將仿真實驗得到的數據傳送到模擬演示平臺,實現學生實驗操作的參數需要。最后,建立虛擬仿真系統,利用相關的計算機應用軟件,編輯建立應用模塊,結合相關的3Dmax建模工具建立虛擬演示平臺中的技術模塊,將模塊中的內容以特定的文件格式導入虛擬演示平臺中,最終讓學生在虛擬演示平臺中進行相關機械工程實驗操作。
4結語
綜上所述,虛擬仿真技術在現代院校機械工程專業實驗教學中的應用,可以克服傳統實驗中的眾多實驗問題,保證學生能夠主動參與到實驗操作中來,提高機械工程實驗教學的質量。所以,院校應該重視對機械工程實驗室的虛擬實驗改進,以及虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的具體應用手段和方法,對傳統的實驗教學進行更新和補充。虛擬實驗要緊密結合現代科學技術和先進的計算機應用技術,滿足機械工程專業學生實驗操作要求的同時,適應院校實驗室敬愛教學的改革和發展。
參考文獻
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[3]王艷麗.分析虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的應用[J].黑龍江科技信息,2012(33):187.
關鍵詞:虛擬仿真技術;服裝工藝;教學與學習;應用與實踐
尖端計算機技術的高度發展為虛擬仿真技術的發展提供了重要的科學基礎和形成依據。這使得服裝工藝教學產生了新的思路和成果。虛擬仿真技術作為一種媒體交互技術,通過發揮它自身獨有的特點(如交互性強、模擬真實、選擇多樣、使用靈活等),讓服裝工藝教學能夠在虛擬環境中將服裝設計中各個環節的實踐環境和實踐過程以直觀的方式傳達給學生。由此,學生能夠清晰而深刻地發現實物處理中會出現的種種問題和需要注意的各種細節。讓學生達到對專業技能應用性更深刻的理解,便于學生充分掌握教學知識,對所使用的專業技術理解更加完善,以此來高效而深層次地達到服裝工藝教學的目的。本文將從虛擬仿真技術在服裝工藝教學中的特征和其在服裝工藝教學中的應用這兩個方面來展開探索和討論。
1虛擬仿真技術在服裝教學中的應用特點
虛擬仿真技術在應用于服裝教學過程中,通過配置虛擬的實踐環境,調配虛擬的實踐器材,有著降低教學資金投入、簡化教師描述現象、便于學生直觀理解生產流程及掌握專業知識等特點。具體應由如下三個方面來進行考慮和討論:第一,服裝工藝教學最終要為服裝市場服務,因此不能單獨思考,要同時結合與服裝生產企業,以此來確保服裝工藝教學時,為達到其教學目的所需要的實用性和實踐性。第二,服裝工藝的教學不僅要讓學生在實踐過程中明確和掌握對服裝生產過程中出現的問題及其解決方法,更要培養學生的創新意識,所以需要做到將服裝工藝教學與服裝企業產品的模擬生產有機結合。第三,通過仿真虛擬技術來建立完善且合理的教學體系,讓服裝工藝教學的過程被擴充和豐富,同時注重學生的思維和獨立性,達到因材施教。接下來筆者將具體描述虛擬仿真技術在服裝教學中的三個應用特點。
(1)仿真的教學情景。應用虛擬仿真技術,對服裝企業的生產場景進行一個虛擬化的演示,并同時建立出仿真的服裝生產場景,是學生能夠親眼體驗到實踐情景的保證。在這種虛擬的實踐場景中,學生能感受真實生產中的氛圍和環境,并考慮操作步驟和會產生的問題。這種模擬能夠激發學生的動手動腦能力,這便是虛擬仿真技術的第一個特點――教學情景仿真性。
(2)形象的教學方式。虛擬仿真技術的第二個特色是具有教學方式形象性。在應用虛擬仿真技術時,會有一個直觀而立體的影像展示在學生面前,這個虛擬的影像包含了服裝企業的生產技術與生產流程。這種通過眼鏡直接接受的信息,比起傳統的書面或課件傳授,會讓服裝工藝的教學更利于學生接受,加強學生對服裝工藝專業知識技能的理解與掌握。
(3)實用的教學內容。服裝工藝學科作為一門技術性和實踐性都非常強的學科,對學生應用現代技術的能力要求很高。通過虛擬仿真技術構建的仿真實踐平臺,能夠讓學生在虛擬實踐中對其過程和處理有實感的體驗。這無疑在很大程度上降低了學生和教學者展示實踐,進行實踐和理解實踐的硬件難度。因此,虛擬仿真技術在服裝工藝教學中第三個特點便是教學內容使用性。這種特性充分地體現了虛擬仿真技術在服裝工藝教學中的重要意義,它不僅提高了服裝工藝教學的教學質量與效率,更為社會培養了許多現代化的、高質量的生產技術型人才。
2服裝工藝教學中虛擬仿真技術的應用
為了將虛擬仿真技術在服裝工藝教學中的上述三個特點發揮出來,需要創設合理的虛擬仿真平臺來與之配合。其中,又需要劃分成仿真軟件平臺和仿真硬件平臺這兩個子平臺。
(1)虛擬仿真技術在服裝工藝教學軟件平臺上的應用。仿真軟件平臺的創建有助于實現服裝工藝虛擬仿真教學。它在虛擬仿真教學的直觀表現、網絡傳輸、信息交互和數字化表現等方面都起著主導地位。仿真軟件平臺在協作性上的教學形式和教學情景的虛擬表達以及教學內容的仿真傳遞都至關重要,沒有仿真軟件平臺的搭建很難講虛擬仿真技術應用于服裝工藝的教學中。而將服裝企業現代化生產技術作為主要內容,通過建立仿真模型,并創造一個虛擬的仿真環境來表現給服裝工藝教學就是仿真軟件平臺的本質。它在外部配合仿真操作界面搭建了一個虛擬的仿真實踐環境,而在內部則是對生產技術實踐模式進行了一段仿真演示。要構建仿真軟件平臺,首先要對服裝工藝虛擬仿真教學系統軟件有一個明確的理解,在此之上進行設計與開發。當服裝工藝虛擬仿真教學系統軟件完成后,還需要根據課程和教學目的來進行一個服裝工藝虛擬仿真課件的設計與制作。服裝工藝虛擬仿真課件的制作需要將學生的專業實踐作為參考依據,最終通過虛擬仿真技術,實現一個虛擬的服裝企業生產流程,讓學生能夠獲取一個逼真的生產場景,并且實現生產操作的仿真。使學生能夠在服裝工藝教學中處于一個虛擬的教學場所中,身歷其境地以一位企業服裝工作者的身份感受虛擬仿真操作。在虛擬化的工作中完成服裝企業的現代化生產,這時學生可以更加清晰地了解實際生產過程,充分掌握生產知識。
(2)虛擬仿真技術在服裝工藝教學硬件平臺上的應用。當學生對專業技能進行學習研究和實踐時,則需要搭建仿真硬件平臺來為學生構筑一個工作場所,并且配備相應的工具。換言之,仿真硬件平臺是虛擬仿真技術在服裝工藝教學中硬件設施的基礎。而服裝工藝教學應用到虛擬仿真技術時,仿真硬件平臺所提供的場所和工具的完善程度,將承載著服裝工藝教學的質量與效率。仿真硬件平臺的特點有如下兩個:第一,對企業的生產環境進行仿真。第二,對企業的實際生產過程進行虛擬表現。構建一個完善的服裝工藝虛擬仿真硬件平臺,其實踐的設置和實訓室的布置為重點關注的對象。服裝企業現代化生產過程需要的特點,應在設施實踐中充分體現出來。無論是器械還是設備的配比,都可根據服裝企業生產車間的標準來進行相應的配比和模擬。當然,如果條件允許,在仿真硬件平臺中配置一些并沒有被現代服裝企業所廣泛使用的高端先進生產設備也是可以的,這些基礎設施能夠幫助培養學生在服裝工藝上的創新意識。仿真硬件平臺的配置應當盡可能與現代服裝企業相似,為學生創造仿真度高的生產格局,達到一個虛擬實踐需求的實踐氛圍和環境,并通過這種方式來匹配學生在實際的服裝工藝實踐時基本的硬件需求。
1 環境工程學的特點及傳統教學中存在的問題
隨著環境控制技術迅速發展,污染控制工程理論和實踐的知識量也越來越多,知識點的更新速度也越來越快。我國各理工科院校的環境科學專業基本都開設有環境工程學課程,但縱觀課程的教學現狀,存在諸多不盡如人意的地方。
1.1 教學內容多且廣泛
環境工程學包含廢水污染控制、大氣污染控制、固體廢物處理以及噪聲控制等,內容多而雜,容易造成學生對知識的掌握廣而不深,學而不精。對應的專業教材知識更新慢;理論課程課時過多,實踐課程課時少,專業技能訓練難以保證[1]。
1.2 實習實訓教學效果差
環境工程課程實習實訓都是集中將學生帶到某個與專業相關的單位比如污水處理廠,學生只能參觀某些處理單元,不得隨便操作任何設備、儀器,對于如何控制管理水處理工藝的運行、如何解決運行問題等,仍然得不到學習和鍛煉。實習實訓教學現場通常比較嘈雜,學生對參觀的內容往往是“走馬觀花”,不能達到實習實訓的目的。
1.3 實驗項目偏少且單一
環境工程實驗作為環境工程學理論課程的后續實驗課程,該課程不僅能加深、鞏固學生對環境工程基本理論的理解,同時還可增強分析問題和進行科學實驗的獨立工作能力;有利于掌握有關環境工程實驗研究方法和實驗技巧,培養整理、分析數據能力,提高環境工藝、工程方面的科研思維能力和創新意識。但是目前環境工程實驗教學僅限于幾個固定實驗,比如:活性污泥實驗、大氣除塵演示實驗、氧傳遞系數測定實驗等,實驗項目偏少。教學方式大多是在教師講解之后,學生“依樣畫葫蘆”進行實驗,學生對實驗目的和步驟理解得不夠透徹,在整個實驗過程中處于一種被動的地位。另外,學生對實驗設備缺乏感性認識,即使把實驗指導書中對設備的基本構造、使用方法和注意事項看了多遍,仍不得要領,甚至不能正確地操作設備。另外,某些實驗項目受到設備數量、品種、成本等方面的限制而無法開展。
2 虛擬仿真技術在環境工程學理論及實驗教學中的應用
虛擬仿真教學是指利用實物和計算機軟件共同模擬出真實的情境,讓學生在模擬的情境下進行探究和學習。隨著科學技術的迅猛發展,虛擬仿真技術越來越廣泛地被應用于各領域的專業教學,如自動化[2]、水電機組監測與故障診斷等[3]。虛擬仿真教學可以根據教學的實際需要和效果,對教學內容進行動態的組織和修改,具有很強的針對性和互動性,能夠充分發揮學生的主動思維[4]。
2.1 虛擬仿真技術水污染控制的運用
虛擬仿真技術教學可以提升學生對城市生活廢水、工業廢水處理系統的認識,提高教學效果。在仿真系統中,學生按照時間操作規程的要求對各個工藝參數進行調整,最終確定處理后的廢水與污泥能否與實際設計的標準要求相符[5]。學生可根據提示熟悉虛擬水廠構筑物分布和水廠概況,查看主要動力設備的知識點,了解水廠主要動設備能耗和藥劑成本,了解污水處理廠的相關工作規定和安全章程等。比如:虛擬仿真水廠包含巡檢項目和事故預案工況等,分別是正常工況巡檢、出水總氮超標、出水總磷超標、出水COD超標、反應池曝氣量調節、初沉池排泥撇渣、內回流的調節、SVI調節,從而掌握污水處理廠常見事故的應急處理預案和解決措施。
2.2 虛擬仿真技術在大氣污染控制的運用
關鍵詞:虛擬仿真技術;機械工程;實驗教學;應用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.089
操作實踐課屬于眾多高校理工科類專業中非常重要的學科組成內容,而且順應社會發展對人才的需求,我國當前大部分高等院校基本上都建立了專業的工科類操作實驗室,讓學生在學習中能具備實踐動手操作的便利條件。傳統的機械工程實驗教學中,很多實驗涉及到使用儀器設備的情況比較多,這就使得實驗難度更大。再加之不少儀器設備價格不菲,體積結構也不方便學生進行實驗操作。所以過去通常都是通過教材理論知識進行按部就班地操作,這就無法充分調動學生進行自主操作的積極性。再加上還有很多高校因為資金投入有限,很多實驗室中舊的器材設備出現機能老化,無法滿足當前機械工程實驗教學發展的需求。因此,充分將這種虛擬仿真技術積極應用于機械工程的實驗教學過程中,可很大程度上來對目前教學過程存在的問題和不足予以改善和優化,并提升這門課的教學效率。
1 機械工程實驗教學的現狀與問題
機械工程實踐教學的工程主要側重于實踐性操作能力的培養,讓學生在操作中提升動手實踐能力。近年來,隨著高校擴展,大學生數量在不斷增多,而實驗室和相關實驗設備開始供不應求的問題成為影響和制約機械工程實驗教學的重要因素,這些導致學生在機械工程的學習中并沒有太多能切身實踐操作的機會,這也就使得學生無法將所學習和理解的理論知識真正運用到實踐中,影響學生實際的動手操作能力,同時使得學生所學習的理論知識無法在實驗中得到驗證,在很大程度上會降低學生學習這門專業的積極主動性。另外,因為機械工程實驗教學離不開對機械的使用,而很多學校考慮到機械有潛在的危險性,為了確保學生的人身安全,進而通過有關機械工程的講座、參觀來替代實踐教學。但這些形式的替代無法起到與實驗操作教學相同的效果,也無法有效提升學生的動手操作能力,也就因而使得學生對知識的理解和掌握只是停留在理論層面,不利于這門專業的全面透徹化的學習。因此,當前提高我國高校機械工程實踐教學的教學設備和教學質量十分迫切和需要。
2 有關虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的應用
2.1 關于數控加工技術的仿真實驗
數控加工技術,是我國當前國民經濟發展中現代化制造業的核心技術,現代化數控加工技術的廣泛應用,有效為我國現代機械制造業發展奠定了堅實的基礎,這種數控加工技術,充分集結了微電子技術、機械加工技術這兩種技術,而且也預示著我國機械工程的發展前景。在當前的各大高校專業中,機械制造級自動化成為非常熱門的專業之一。在具體教學過程中,學習本專業的教學與培訓操作中最為主要的內容即是數控機床。但由于數控機床的價格十分昂貴,而且設備單一的同時還有一定的復雜性,因此無法滿足每一個學生的實驗操作的需求,在實驗教學中只可允許少部分學生來進行實踐操作,還有一部分只能在旁觀看和輔助,這就使得教學方法產生了一定的局限性。但如果在機械工程的實驗教學中,通過引入虛擬仿真技術的應用,那么通過對數控機床操作的詳細步驟與過程進行模擬,則就能為工程實驗專業的學生提供學習環境和有利的條件,去實際感受和體驗機床的加工環境及加工流程,并因此而形成系統化的知識構架,提高學習效率。
2.2 有關帶傳動性能的測試實驗
在機械傳動的過程中應用比較廣泛的是帶傳動,通過帶傳動的應用,來完成機械工程實驗教學的基礎性實驗課程的教學工作。帶傳動性能的測試實驗則指的是通過引導學生對帶傳動的過程予以觀察和分析,尤其是注意觀察其是否有打滑現象和彈性滑動的狀況,再對其承載能力的大小進行分析,并結合所觀察和分析所得的相關數據來描繪帶傳動彈性滑動圖和傳動效率圖形。但是,若應用到虛擬仿真技術來做帶傳動性能的測試實驗,那么就省去了電動機、發電機、傳感器以及光電測速裝置等的應用。這是由于虛擬仿真技術的實驗硬件設施是由計算機輔助完成的,而且是利用Lab VIEW 軟件設計帶傳動性能測試系統。
2.3 有關虛擬現實系統的應用
虛擬仿真技術是對各種大型復雜機械裝備的原理演示、故障診斷、功能仿真,同時也是對復雜且精密零件的工藝驗證、復雜綜合控制的模擬分析,并有效為大型復雜機械裝備操作培訓提供了更加新型現代化的方法,解決和完善了大型復雜機械裝備物理實驗存在的漏洞和不足。虛擬仿真技術的實驗教學系統,可充分為高校學生開設面向全斷面掘進機、冶金成套設備等大型復雜機械裝備的虛擬樣機設計與開發、虛擬裝配與功能仿真等虛擬實驗與虛擬實踐訓練課程。
2.4 有關減速器裝備實驗
在機械工程的實驗教學中,常常涉及到對減速器的應用,因此,在機械工程設計的實驗課中,最根本的課程最必不可少的實驗即是減速器實驗。在過去機械工程實驗的減速器實驗教學過程中,老師基本上是通過把一個真的減速器帶到課堂,并通過對其進行逐一拆卸安裝,以此來讓學生了解和掌握其內部結構、功能以及工作原理,但這樣會帶來巨大的資金消耗,而且實驗缺乏穩定性。但此時如果在減速器裝備的實驗中應用虛擬仿真技術,即可實現把對實物的拆裝過程換做操作軟件,來對其進行仿真和修形,從而達到其實驗教學效果,并不斷提升學生對這門課程的學習水平和質量。
3 結語
綜上所述,通過把虛擬仿真這種技術有效應用到機械工程實驗教學中,可對過去傳統儀器設備的缺陷和不足予以改善和優化,滿足了實驗教W改革的發展需求,提升了機械工程實驗教學水平和質量。
參考文獻: