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机械工程测试技术样例十一篇

时间:2022-12-25 02:37:17

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机械工程测试技术

篇1

机械工程测试技术》是机械类专业的技术基础课,课程集成了工程数学、大学物理,金属与半导体材料、电工电子、信号分析、计算机技术等多门学科理论与技术,具有涉及学科面广、知识容量大、理论分析较多、实践操作性强、学时较少等特点[1]。对于机械专业学生,由于普遍而言本专业学生在电路、电子学以及信号分析与处理等电气信息知识方面相对较弱,所以首次接触本门课程时,在遇到信号的时域频域变换和调制解调、系统动态特性分析等抽象概念时,学生普遍反映该课程理解难度大,思维方式较难适应。若不能快速适应课程的学习,部分学生将出现厌学甚至放弃本门课程的倾向[2]。然而,随着目前机械装备信息化程度的提升,测试技术在机械制造领域的应用愈加广泛,有人断言,衡量一台机械设备机电一体化程度的高低关键就是看这台机械设备上安装的测试装置的数量。因此,《机械工程测试技术》在机械类专业课程中的地位不是在降低,而是越来越重要。作为本门课程的授课教师,在教学实践中,一直在尝试改革创新教学内容与方法,希望能用更通俗易懂的语言、更贴近生产实际的案例来让学生彻底掌握测试技术,使他们能适应机械行业对一名机械工程师在测试技术方面的要求。本文首先分析以往“机械工程测试技术”教学过程中发现存在的问题,然后对近几年的教学改革进行总结。

一、传统教学模式存在的问题

(一)先修课程温习环节薄弱

《机械工程测试技术》是为机械类专业本科生开设的一门偏信息化的专业技术基础课,在学习这门课之前默认学生已牢固掌握电工电子以及信号方面的知识。但从教学实践来看,情况往往不容乐观,部分学生在这些先修课程的掌握方面并不到位或有所遗忘,这就加大了《机械工程测试技术》授课教师的课程开展难度。如果学生不能积极调用先修课程的知识并与测试技术相结合,则随着课程的开展,学生将会逐渐跟不上课程的进度,丧失学习兴趣[3]。

(二)教学内容安排不符合机械专业学生的认知规律

目前大部分机械工程测试技术的教材内容编排是按照以下路线进行:首先介绍测试技术的概要,并举出几例测试技术的工程实际应用,激发学生的学习兴趣。然后,介绍信号及其时域频域描述,接下来就是测试装置的基本特性。随后介绍常用的传感器,再则是讲解信号调理与信号处理。对于基础较好的学生,这种编排并无不妥,但对于应用型本科学生而言,这种编排虚实相间,软硬交融,学生并不习惯这种遍排,容易找不到学习重点[4]。为了调动学生对学习测试技术的热情,使学生既能掌握测试技术中有关传感器器件的使用方法,理解传感器信号变换的物理原理,又能掌握信号处理方面的知识,并能将测试技术理论应用于机械工程实际案例,培养学生的创新能力,需要针对应用型本科学生的学习特点,对课程进行教学改革。

二、针对问题采取的教学改革措施

(一)针对特定教学内容安排相应温习课程

根据教学实践,学生在学习测试技术的过程中,难以做到灵活运用的先修课程内容主要是三部分:1)用于信号分析的微积分知识;2)用于传感器器件的电路分析与模拟电路知识;3)用于应变、扭矩测量中的材料力学知识。为了能让学生能顺利学习后续相应章节内容,在章节开始前安排适当的时长复习这些先修内容,使学生有的放矢,在一种准备充分的心理状态下学习新知识[5]。

(二)按照符合学生认知规律的章节顺序进行教学

基于学生的认知规律,按照“先硬后软”,“先实后虚”的顺序安排教学。在《机械工程测试技术》的第一章,通过讲解几个测试方面的工程案例,帮助学生建立起学习测试技术的兴趣后,不按照教材编排授课,跳过信号及其时域频域分析一章,讲解测试装置基本特性一章节,重点帮助学生建立传感器标定这一概念,随即进行第三章,即“常用传感器与敏感元件”的教学。作为应用型本科,学生学习测试技术的重点在于理解常用传感器的“非电———电”的物理变换原理,以及掌握传感器的使用方法,至此,学生已经对测试技术的物理实现有了比较清晰的认识,再通过电桥、滤波器和放大器的学习,学生就完整掌握了一整套测试装置的工作流程。在学习完以上章节后,再讲授信号及其描述、调制解调以及信号处理,学生就能参照前面学习的测试装置工作的物理过程,对照学习,不会感到无所适从。

三、结语

通过《机械工程测试技术》的教学与改革实践,我们发现要适应应用型本科的专业教学,其核心还是在于要努力将教学内容贴近学生的认知规律,以实际应用为导向开展教学,并且将教学内容生动化、立体化、直观化,这也为我们的教学提出了另一种思考方向。对于一门理论与实践并重的课程,我们如何抓住重点,如何使课程内容在不失完备性的前提下又能充分调动学生的学习热情,这需要我们反复思考、认真总结,相信随着课程教学与改革经验的丰富,在不久的将来一定能收获更为满意的教学效果。

参考文献:

[1]吴世雄,王成勇.“机械工程测试技术”教学改革的探索[J].广东工业大学学报(社会科学版),2007(7):108-109.

[2]梁健.“机械工程测试技术”课程教学难点突破[J].广东工业大学学报(社会科学版),2009(9):146-148.

[3]张志刚,石晓辉,富丽娟.“机械工程测试技术”课程理论教学的改革与创新[J].创新教育,2011(23):147-148.

篇2

2重构教学结构,打破现有章节之间的限制,突出教学内容的连贯性

本课程在教学实践中,重点围绕传感器这一核心章节中存在的问题,提出了“瞻前顾后”的教学思想与方法,探索重构合理的教学结构与顺序:所谓“瞻前”,是指在传感器测量电路教学中,简要介绍与之密切相关的电桥电路、调制与解调的基本原理,帮助学生从直观角度理解教材相关内容。待讲授到信号的调理与记录章节时,将电桥电路、调制解调的基本理论与前面所讲的传感器测量电路中的内容进行重新组合,通过传感器测量电路来讲解电桥、调制解调的工作原理与主要应用,既帮助学生深化了传感器测量电路的知识,又理解了信号调理的基本原理与方法,实现了教学内容的前后呼应和有机统一。所谓“顾后”,是指在传感器教学过程中,打破教材现有章节之间的界限与教材内容的固有结构,不再因循传统地介绍各种类型传感器的顺序,而是以基本物理量的测量为授课主线,分别介绍位移的测量、振动测量、压力测量、温度测量、应变及力的测量等机械工程中常见物理量测量所采用的主要传感器及其工作原理,不再遵循现有单列章节的方式去介绍,这样就可以将教材内容有机结合、优化重构,帮助学生在学习传感器知识的同时一并了解此类传感器的主要应用,回归到合理选用传感器实现测量的基本要求,达到了双重学习的目的,提高了教学的效率和质量。

3以系统观点优化教材体系,突出教学内容系统性和逻辑性

“测试技术”教材在编写体系上缺乏统一性,不同教材在章节顺序和内容编排上差异较大,缺乏合理的内在逻辑。笔者在教学实践中提出以系统论的观点来重新优化教材的体系结构、设置教学内容的观点,其核心思想是从宏观上使学生能建立起机械测试系统整体的概念和框架,帮助学生掌握如何建构测量系统,如何实现信号的采集与分析,最终回归到能够独立地实现对机械工程中常见参量的测量与分析。还提出了以“信号及测试装置是什么—如何采集信号—如何分析处理信号—机械测试系统的构建与应用”的逻辑顺序,重构教材结构、安排教学内容,突出课程的系统性、逻辑性和综合性,并以这样的顺序编写了教材大纲和讲义。“测试技术”是一门实践性和应用性很强的课程,教材中除了对于基本理论知识的叙述外,更需要突出“工程化”和“案例化”,强化学生的工程能力和创新能力,并能够及时体现测试技术的发展趋势。在工程案例的设计与选择上,突破了现有教材案例的局限和不足,引入机械工程测试综合应用实例一个章节,以车辆电子技术、机械设备状态监测与故障诊断、机械产品性能测试等典型工程案例为应用背景,着力介绍机械工程测试技术的基本理论与方法在这些领域的主要应用。以综合实例解构教材各章节内容,将教材章节中的关于信号的采集与传感器选型、测试信号的处理与分析、计算机测试系统等所学内容完整体现出来进行剖析与讲解,使得学生通过对综合工程实际问题深入、系统、本质的认识和理解,达到课程学习对于培养学生能合理选用测试装置,并初步掌握静、动态测量的基本知识和技能的要求,达到培养分析和解决问题能力的要求。

4完善课程考核方法,探索课程目标达成状况监控及评价机制

完善课程考核评价方法,探索课程目标达成状况监控及评价机制:在教学实践中,以能力评价为导向、突出学习的过程性,探索建立能力和素质等多方面结合的测试技术课程成绩综合评价体系,改变传统的仅靠一张试卷的成绩评定方式,以考核促进学生学习的动力和兴趣,以考核体现学生学习的综合效果。以学习中的问题为切入点,鼓励学生利用课外时间结合课程内容自主设计大学生科研训练计划项目,参加机械创设设计竞赛等。将课程学习从课内延伸到课外,通过实践中的学习,激发学生的兴趣和学习主动性,既解决了学习中的难点问题,同时加深了学生对课程内容的理解,促进了学生综合能力的提高。开设机械系统测控实验课程,与理论课程同步进行,将实验内容与理论课程相衔接并进行了必要的拓展。提高了学生的兴趣,改变了实验仅作为课堂教学附属的现象。综合理论知识考查、课程实验与课程设计、开放性课题研究等情况进行综合考核,突出理论学习、实践、创新等多方面素质和能力的考评,体现形成性评价和终结性评价相结合,建立课程群进程式、多渠道、多方式的评价机制。

5基于课程教学,培养学生分析问题和解决问题的能力

结合高等教学心理学关于知识、技能学习的相关理论,设计教学方案,制定教学目标,提高教学质量。不仅重视提高学生的知识技能,还特别注重培养学生解决问题的思想与方法,将这一思想逐步融入测试技术教学的具体环节中。一方面引导学生逐步掌握以整体观和系统论分析解决问题的基本方法与思路,逐步学会将一个较复杂的问题分层次、分步骤去研究,帮助学生通过具体的工程项目和案例,建立起机械测试系统整体的观念,进而建立起各章节之间的有机联系,而不是孤立地去学习各章节的内容,进一步去学习课程中涉及的基本理论和方法,同时也进一步熟悉如何通过所学知识去解决具体工程实际问题的思路和方法。在学习中,学生感觉频域和频谱的概念抽象,不如时域理解起来直观,因此要着力强调并培养学生从多个角度去分析问题、解决问题的能力。如理解信号的描述既可以从比较熟悉的时域上进行描述,同时也可以从频域角度进行描述,需要去理解从频域角度去分析、描述信号的优点,同时也要认识到信号不同描述之间是可以互相转换的,将这些不同角度获得的关于信号的信息综合起来就可以获得对其比较全面的认识。学习这些方法和思想,不仅对于学生理解课程本身知识极其重要,同时对于其他课程的学习、分析问题、解决问题能力的提高都有重要意义。

篇3

2机械工程测试技术课程的教学改革措施

2.1优化课程体系,合理安排课程

在整个机械工程专业体系中,机械工程测试技术起着承前启后的作用,因此,在教学内容上,应与先修课程和后续课程做好合理的衔接,做到教学内容不重复、不脱节,能为后续课程打下坚实的基础。一方面,可将该课程的教学安排提前到大二第二学期的后半个学期,学完高等数学、电子技术、计算机基础等先修课程之后,马上进入该课程学习,时间间隔短,学生对基础知识把握好,能很快进入学习状态,提高学习的积极性;另一方面,改进教学模式,在教学过程中,涉及到先修课程的地方,可请相关课程教师以专题讲座的形式对有关知识进行复习,专题讲座也可以视频的形式上传到网络,学生根据需要在课余时间自行完成已学知识的复习,从而为更好地学习新的课程内容做好准备。

2.2改革教学环境,提高学生的自主学习兴趣,提高教学质量

机械工程测试技术是一门理论与实践结合性较强的课程,但目前在教学过程中,知识的系统性与完整性、理论与实践存在脱节现象,这就导致学生在学习过程中觉得枯燥、乏味,从而失去了自主学习的兴趣。为了提高学生的学习自主性,可通过改革理论教学方法与实践教学手段,达到提高学生学习兴趣,从而提高课堂教学质量的目的。第一,引入工程案例,提高学习兴趣。兴趣是最好的老师,学生对课程的兴趣决定了学习的自主性,而学习的自主性决定了学习质量。在教学过程中,建立“以兴趣为核心的教学模式”,大量使用学生感兴趣和亲身感知的工程案例,从实践到理论、从案例到科学,认识测试技术。比如,通过对机加工零件表面粗糙度形成原因的探讨,使学生掌握信号的自相关分析部分的知识,这对机械系的学生来说是有切身体验的,这样就将枯燥的理论知识与生动的案例结合,使学生能够更加生动形象地感受到基本原理的价值,避免枯燥无味的理论分析,活跃了课堂气氛,提高了学习兴趣。第二,改革教学方式,课堂进入实验。机械工程测试技术涉及到测试的基础知识、信号分析基础、测试系统的特性及测试误差理论。常用传感器的工作原理、结构、特性、测量电路等基本理论知识的理解与应用主要通过教师的课堂讲解,枯燥、乏味、学生没有感性的认识,可改善已有的教学模式,强化试验设备,将理论教学内容放到实验室,依靠实验来实现。比如,传感器部分,通过传感器实验,使学生从实验中理解传感器的测试原理、实际应用等;测试系统特性部分,通过在实验室组建适当的测试系统,通过实验掌握一阶、二阶测试系统的静、动态特性。学生通过实验既学习理论知识,同时又将理论知识加以应用在实验过程中。第三,引入仿真实验,改善课堂教学环境。为解决课堂上实验教学环境的营造问题,可引进“可重构虚拟仪器教学平台”构建的计算机化工程测试创新实验室,针对测试技术课程实验教学需要,设计实验内容,形成一个仿真实验教学环境。为提高教学效果,可借助仿真实验将信号分析、波形分析、频谱分析等理论知识进行可视化表达。学生通过直观的感受,可以更深刻地理解这些理论知识的工程意义。第四,启发学生的自主设计实验能力。实验主要是培养学生的动手能力,通过实验教学环节,使学生具有独立解决实际问题的能力。而现在的实验教学模式基本上是教师安排好实验步骤,学生照做,得出数据即可。在这个过程中,师生之间、学生之间缺少互动,这种模式影响了学生创新思维的培养,学生的学习自主性和能动性没有得到体现。为了发挥学生的自主创新能力,提出“教师引导,学生自主”的实验模式,即教师将实验任务和要求布置给学生,学生根据实验任务书,利用已有的实验资源,组织实验原理、实验仪器,设计实验步骤,实验由学生独立完成,教师只是引导、监督,不参与实验过程[3]。另外,虚拟仪器是现代测试技术的一个新的发展方向,可引导学生利用自己的PC机创建虚拟实验。比如,学生可用lab-view软件平台动手设计周期信号叠加系统仿真实验,从而更形象地理解周期信号的谐波性。这种实验模式能够充分发挥学生主观能动性,有利于培养学生的应用能力和创新能力。第五,以科研带动实践教学。大学生已经具备了基本的科研能力,为了提高学生的自主学习能力和实践能力,可通过鼓励学生参与科研的方式带动实践教学。根据学院已有的科研项目,组织学习兴趣小组,鼓励学生主动参与感兴趣的科研项目。通过这种方式,学生可以自己主动地去探索解决问题的方法,依靠所学知识解决实际问题,既培养学习兴趣,也培养了实践能力。

篇4

机械工程测试技术,是机械工程学院必不可少的一门课程,但是与其他的实验教学一样,实验有着他的特殊性,机械工程测试技术尤其如此。机械工程测试技术,是一门涵盖学科范围较广、应用价值很高的一门专业基础课,它涵盖了机械、电子信息、自动仪、仪器仪等多个领域,而工程机械测试技术则是运用了多种技术,比如常用的传感器原理与应用、测试信号调理电路、信号的分析与处理、计算机的测试系统等等。因为该课程涵盖范围极广,因而其具有理论性强、知识点多、思维跨度大的特点,因此必须将理论与实践相结合,只有这样才能取得教育教学的效果。笔者通过对书本的审视,并结合学生的学习特点以及对学生的培养要求,将机械工程测试技术教学实验系统的建构分为了基础性实验系统的建构、综合性实验系统的建构和探究式实验的建构,三个层次来探讨。

1.基础性实验系统的构建

基础性实验室针对信号处理课程量身定做的实验场所,其实验内容丰富,涵盖了教材中所有信号分析的知识,其中包含了信号的基本性质、时域分析、频域分析、调制、加窗、滤波和采样等内容,其程序包含了信号发生器、自相关等从基础到高级的信号处理知识点的演示程序。

基础性实验的信号基本性质其内容包含了基本信号发生器、方法函数&sinc、随机信号、函数FFT的奇偶性、FFT线性叠加、时移和频移;其时域分析包含了RMS&峰值、自相关、互相关、时域卷积、反卷积、信号积分、时域平均-相位、时域平均噪声和小波分析;其频域分析包含了倒谱、谐振、频闪仪、2DFFT、频域平均、频移和轨道;而调制只有幅度调制及解调和频率调制及解调;加窗的内容是窗振幅、窗比较、加窗的频域分析、窗噪声基底、窗重叠和窗分辨率;滤波是基础性实验系统中极为重要的一个部分,滤波器响应时间、FIR窗滤波器设计、IIR滤波器设计、低通滤波器、中值滤波器和恒百分率带宽滤波器;而采样的内容则是重采样及混叠、栅栏效应、频谱泄露、位数&分辨率和限幅。

由于滤波能够随意的将信号中的各个波段进行分析操作,或者是滤除,因而是抑制和仿干扰的意象重要措施。滤波的主要装置是滤波器,它可以帮助实验人员实现选频,并且可以将信号中的特定频率成分通过,还可以衰减其他非特定频率的频率成分,如果我只对信号中某一频段的成分感兴趣时,在滤波器的作用下,去掉其他频段的成分和噪声,从而提高信噪比。如:将一个要处理的信号叠加一个干扰信号,幅值为A=10V、频率f=10Hz的正弦信号与幅值A=5V噪声叠加的原始信号,经过截止频率f=25Hz低通滤波器滤波后,从而将两者进行对比。

通过滤波的实验教学与实验,学生能够掌握和学会响应函数的测试方法,以此来了解各种滤波器的频率响应特性,它能够极为直观的改变教师教学的单一讲解,从而使得学生能够在现象的显示下进行直观的记忆,如果将LabVIEW应用程序配置一个VI服务器的话,那么就可以指定相应的远程计算机,通过网络来加载VI服务器,不仅能够现场试验,而且也能帮助学生预习和复习。

2.综合性实验系统的构建

综合性实验,按照实验内容可以划分为:振动测试、应力应变测试、温度测试和噪声测试4个模块,其中能够针对学生对已学过的测试学原理,通过综合性实验,使学生能初步了解典型测试系统的构成,而且能够明白各个环节的功能和特点,以及典型测量电路的基本构成与特点,在综合性实验系统的构建中,笔者将进行振动测试和噪音测试的探讨。

2.1综合性实验测试振动测试系统的构建

振动测试是机械测试中最基础,也是应用最广泛的技术,其振动测试的内容主要含有圆板固有频率及主振性的测量、机械振动系统固有频率的测量、简支梁固有频率及主振型的测量、单自由度模型参数的测量、振动信号的FFT分析、简谐振动幅值测量和拍振测量;其次是应用较多,尤其是在机械工程中,其实验的内容包含了弯曲变形主应力实验、扭转变形主应力实验、弯扭组合变形主应力实验、拉扭组合变形主应力实验和压扭组合变形主应力实验等;温度测试的内容包含了温度实时自动检测和多通道温度实时动态显示;在工业和运输业中,主要涉及的是噪音测试,噪音测试实验的内容主要有噪音的测量和频谱的分析、环境噪声实时自动监测。

由于振动测试是机械工程测试中最为广泛采用的一种实验,在这种实验中,经常采用的是ZK-5VIC型虚拟测试振动与控制实验装置。在振动测试的过程中,实验装置有4大部分,即振动系统模型、激振系统、振动测量系统、减振系统等,而振动系统的模型一般分为5种:单自由度系统模型、多自由度系统模型、悬臂梁模型、简支梁模型和薄壁圆板模型。激振系统有电动式激振器、非接触式激振器、偏心电机、调压器和激振信号源。更换相应的振动模型和激励系统,可以做成超过20个实验,下面以简支梁各阶的固有频率测量实验为例。

在整个测试实验系统建构之后,如果将新电机取下,然后便能得到简支梁模型,当选用电动式激振器,激振器内部信号源可选用产生10Hz到1Hz,幅度小于等于5v的正弦信号作为输入信号。在实验的过程中,将激振器与激振信号源的输出端相连,连接之后通过调整信号源的输出频率和功率来改变激振力的频率与幅值大小。将压电式加速度传感器与ZK-5VIC型测振仪的输入端相连,ZK-5VIC用数字显示测点的振动位移X、速度V、加速度A,而将输出端接在动态信号分析仪之上,这样动态信号分析仪的操作面板,主要用于完成单、双通道振动信号的时域、频域分析,这样便能全部完成振动测试。

通过振动测试,可以充分了解实际工程中典型测试装置的组成、安装及调试方法;了解测试系统的构成;学会激振器、传感器与测振仪器的操作方法。

2.2综合性实验噪音测试系统的构建

在机械工程测试技术中,工业与运输业的测试也是极为重要的一个方向,因而也不能不提及这个方面,之所以将噪音测试运用于工业与运输业,是因为机电设备的振动具有规律性,因而其声音也具有规律性,当噪音出现的时候,就能获取机电设备的运行状态,因此噪音测试,将为控制噪声、改进产品、设备运行状态检测、制定环保措施及法律等提供必要的依据。

在噪音测试实验中,传感器将声音转化成电信号经过中间变换装置预处理之后传入噪声分析仪,噪音分析仪可以将线性计权总声压级的测试;经过A计权和C计权总声压级的测试;线性、A计权和C计权的1比1倍频程分析;线性、A计权和C计权的三分之一频程分析;8到20Hz高分辨率宽带线性声压频谱测量;然后将数据存盘,数据回放以及测量结构进行打印。在实验的过程中,我们可以搭配转子实验台,通过改变转子的速度、质量不平衡、冲击等设备的配制,以此来模拟及其不同的运行状态,从而能记录振动的特性。

3.探究性实验系统的构建

创新能力的培养是21世纪人才所必备的关键因素,但是实验是一种极为陈规的模式,它不能培养出人的创新能力,传统的实验模式是高度地固定化、程序化的模式,不能培养出人的创新能力,因而有必要构建探究性实验系统。所谓探究性的实验系统,是指学生能够通过自己构建实验系统,进行不同实验的系统,它有着高度的自主性,因而可以满足学生的好奇心,并能将实验内容与实验设备的性能有一个全新的了解,笔者在这里主要阐述平衡测试和轴心轨迹测试,来阐述探究性实验系统的构建。

3.1探究性实验平衡测试系统的构建

旋转机械,是目前运用最为广泛的机械,而其核心部件为转子,如果转子的不能正常工作,就会影响机械的正常工作,因此我们以平衡测试为例,探讨探究性实验系统的建构。

平衡测试,最为关键的就是研究转子是否平衡,转子的不平衡是由于转子质量不均,而这种不均可能是因为重心偏移或者是转子缺损所造成的,转子的平衡方法很多,其中影响系数以简单、对操作者要求低等特点被较多的动平衡系统采用,笔者所探讨的也是影响系数法。

影响系数法采用双面动平衡实验装置,动平衡实验主要由多功能转子实验台、计算机、LabVIEW平台、速度传感器、转速相位传感器、数据采集仪和加重块组成。LabVIEW虚拟实验仪器,具有数据采集、分析和现实的功能。在实验的面板上标有实验操作流程,参数设置,转子运行时的转矩、转速等特性和测试结果的显示,因其具有设计方法独特,结构简单、功能丰富综合性强的特点,而被广泛的教学采用。在实验的过程中,转子通过电动机的皮带所带动,在转动的过程中,在转子支撑点各安装一个速度传感器,以此来检验转子的振动,激光转速相位传感器用来获取相位基准以及转速信息。所有传感器将检测到的信号经过电路的调理之后,输入到数据采集卡,最后在LabVIEW开发出虚拟式动平衡测试仪器处理并显示。

3.2探究性测试轴心轨迹测试系统的构建

除了动平衡测试之外,较为广泛采用的还有轴心轨迹测试,它也是主要利用转子来进行实验的。轴心的轨迹是指轴颈旋转中心相对于轴承中心的运动轨迹。在旋转机械的故障诊断中,其中最为重要的是回转部件中心位置比振幅和旋转副频曲线更能直观地反映转轴运动的情况。对于轴心轨迹的测试,笔者采用旋转机械轴心轨迹分析仪来阐述其测试。轴心轨迹分析仪可以完成两种信号的波迹显示,能够完成两路信号的频谱分析,从而完成轴心轨迹的提供、分解、合成,最后得出科学的结果。在轴心轨迹的测试过程中,要完成水平和垂直的测试,水平的主要做的是前置放大,这需要调整电路,才能进行数据采集,最后将信号发给轴心轨迹分析仪,垂直也是经过这样的程序来完成。其中需要说明的是,将信号收集之后,需要经过LabVIEW开发出虚拟式轴心轨迹测试仪器处理并显示。其中轴心轨迹虚拟分析仪器可以实时的显示轴心轨迹和轴心位置,采集频率和其他的信号,并对这些信息进行存储,当测试完成后,可以离线回放,得出轴心轨迹和轴心位置图。

平衡测试系统与轴心轨迹测试系统的构建的关键在于仪器的设置,它的设计方法相对来说较为独特,但是又结构简单,因而理论性较强,也因不同的转子可以进行不同的实验,这个上文已有阐述,也正是因为这个特点,有助于开发学生的创造性思维,这也意味着对于老师有着更高的要求。

参考文献:

[1]柏林,张晓鸽,刘小锋等.机械工程测试技术教学实验系统[J].实验技术与管理,2012:9

[2]杨冠琼,柏林.机械工程测试技术教学实验系统的开发[J].中国现代教育装备,2011:9

[3]杨芳,刘义,李济顺.机械工程测试技术教学实验内容的探索[J].中国现代教育装备,2013:17

[4]刘春阳,郭爱芳.测试技术教材建设与教学模式探究[J]中国现代教育装备,2012:17

[5]王承,何志伟.虚拟仪器现代仪器发展的新阶段[J].测控技术,2001:10

篇5

1 教学实验内容的设计

教学实验是高等学校教学环节中重要的一环,是培养学生创新能力、实践能力和工程应用的重要部分[3]。在教学过程中发现,学生在认知过程中的一个普遍现象是见小不见大,不能把握测试系统的整体结构,而关注点总是放在较小的一个知识点或是问题中。为了强化学生对测试系统的概念,了解测试技术重要的方法,在教学实验中设计了自顶向下的实验思想:首先通过系统认知使学生建立起机械工程测试系统的整体概念,了解组成测试系统的各个部分,明白相关知识点的适用范围,从而做到有的放矢的学习。而后制定相对应的实验项目,学生能够理解各知识点的内容,明白系统各部分的关联关系。最后再通过综合性实验对所学知识进行串联和巩固[4]。

为此,在机械工程测试技术的教学实验中制定了基础性实验和综合性实验。

基础性实验主要是针对信号处理方面,其内容有:传感器的选取、信号的基本性质、信号的采集、A/D转换、数据处理。基础性实验共5部分,内容见表1。

综合性实验针对学生已学过的知识,建立起典型的测试系统,通过实际的测试实验使学生了解传感器的性能,测试电路的构成,测试软件的应用以及数据的处理与分析。综合性实验的内容见表2。

2 实验仪器

为了高质量地完成教学实验任务,课题组选择了较为先进的仪器来搭建实验系统。

(1)单点式激光测振仪:Polytec高性能的单点式激光测振仪由控制器、数字式速度解码器、自动聚焦式光学头组成。能够实现最小速度分辨率0.02微米/秒,最大速度+/-10米/秒的速度信号测量;最大输出信号为+/-10 V,输出带520 100 KHz低通滤波和100 Hz高通滤波。

(2)加速度计:B&K压电式加速度计是振动的绝对测量的最佳传感器,可用于较为宽泛的频率范围;在很宽的动态范围内具有良好的线性,该种传感器不需要额外电源,具有较高的灵敏度质量比。设备参数:灵敏度10 pC/g;最大正弦振动6 000 g-peak;最大冲击极限+/-20 000 g-peak;频率范围0.1 Hz~12.6 KHz。

(3)双通道调理放大器:B&K双通道电荷放大器,能够实现放大增益0.1 mV/pC~3.16 V/pC;频响范围0.1 Hz~100 KHz;具有低通、高通滤波器;能实现过载检测。

(4)A/D采集模块:课题组自主研发了基于USB2.0的数据采集模块。该模块具有8个模拟量输入通道,能够实现16-bit分辨率A/D转换器,采样速率高达200 kS/s。该模块采用总线供电,拥有设备状态LED指示灯。

(5)信号分析软件:课题组采用自主研发的信号分析软件,该软件采用Windows视窗风格,界面友好,使用方便,能够实现在线检测分析和离线数据分析。能够实现频谱分析、传递函数分析、互谱分析、互相关函数分析、包络/倒频谱分析等信号分析功能。软件具有画面设置、显示设置、采样参数设置、单位设置、跟踪设置、放大器设置、预处理设置、滤波器设置、计算设置等模块,方便使用者根据需要进行快速组合。该软件已经在工程应用中验证了其可靠性。

此外,课题组还搭建了振动测试平台和动平衡测试平台供实验使用,这些仪器、软件的应用能够开拓学生的视野,提高学生的学习兴趣,更重要的是实验系统能够使学生更好地理解系统的概念,提高对知识的认知程度。

3 实验案例

综合性实验是针对学生已经学过的信号处理、测试技术和测试系统等内容,通过实验室使学生了解典型的机械工程测试系统的构成以及各个环节所完成的工作。基于工程应用的指导思想,该部分实验设置了挠性接管自由振动测试和微小转子不平衡量检测。

3.1 挠性接管自由振动测试

自由振动测试是机械工程测试的基础,该部分实验能让学生了解激励信号的产生、信号的采集、自由振动以及动态性能参数的计算。实验装置主要由激振器、加速度信号采集装置、数据采集系统、计算机等组成(如图1所示)。

实验中,利用波形发生器产生振动谱信号,经功率放大器,由激振器产生振动信号。加速度传感器采集响应信号,经电荷放大器和数据采集系统进入计算机,系统结构如图2所示。图3是通过信号分析软件采集的自由振动信号。

通过挠性接管的自由振动测试实验可以让学生了解典型测试系统的结构、组成部分。通过实验理解测试系统的设备、安装、调试;了解信号接口的类型与连接方法;了解激励信号的产生方法。

3.2 微小转子不平衡量检测

转子的不平衡是旋转机械故障的主要诱因,为了提高旋转机械的品质就需要进行转子的不平衡量检测。该项实验通过学生自己动手调试来完成对转子的不平衡检测,能够激发学生的学习热情,培养动手能力。图4为微小转子不平衡检测实验台。

微小转子不平衡检测系统的实验装置由不平衡量检测实验台、激光测振仪、光电式开关传感器、采集系统和信号分析软件构成。实验中,变频调速电机通过带动皮带轮带动转子旋转,利用激光测振仪测量振动的绝对速度信号,利用光电式开关传感器测量转子的转速,传感器信号通过数据采集装置获取。系统原理如图5所示。图6为不平衡量的计算界面。

通过该项实验,学生能够了解转子不平衡检测的系统结构,激光测振仪和光电式开关传感器的应用方法,多路信号采集的触发方法,不平衡量的计算。

4 结束语

机械工程测试的教学实验选择了当前较为新式的测试仪器,让学生了解不同测试仪器的特点和应用方法。同时,以工程导向的实验内容,激发了学生的学习兴趣,提高了动手能力。通过教学实验,更加有利于学生巩固所学知识,培养创新能力。

参考文献

[1] 刘春阳,郭 爱芳.测试技术教材建设与教学模式探讨[J].中国现代教育装备,2012(17):54-56.

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0 引言

《机械工程测试技术》课程是机械类专业的一门专业技术基础课,通过本课程的学习,学生应该初步掌握静、动态测试所需要的基本理论、基本知识和基本技能。对机械工程中常见的被测物理量能比较正确的选用检测装置并完成检测任务。本课程涉及的学科面较广,它涉及数学、力学、电工与电子、信息技术、计算机等诸多学科[1],课程理论内容抽象、知识点多学习课时少,对实践环节要求较高,教学难度总体较大。几年来学生普遍反映,该门课程理论内容不容易理解,学习难度很大。为此,希望通过该门课程教学方法的研究与探讨,不断提高该门课程的教学质量。

1 因材施教,合理设置授课内容

1.1 明确课程的教学任务 《机械工程测试技术》的学习对象是机械工程动态物理量测试中常用的传感器、信号调理电路和显示记录仪器的工作原理,测试系统的基本特性和评价方法,测试信号的分析处理方法和常见物理量的测试方法[2]。通过本课程的学习,学生应初步掌握以下几方面的知识:①了解机械工程检测的基本概念和测量数据的处理方法。②基本掌握常用传感器及其测量电路的工作原理和性能。③针对常见的机械量,能够正确地选用检测装置。④掌握典型机械量的检测方法。⑤掌握几何量的测量方法,初步学会使用常用的计量器具。

1.2 把握好课程内容之间的联系,合理组织教学内容 为了使学生更好的理解和掌握所学内容,教师应根据教学内容之间的联系,合理编排教学内容,将有联系的部分有机结合起来讲授。例如,在机械工程测试教材中,在介绍一种物理量的测量时,会介绍测量该物理量常用的传感器以及该传感器的测量电路。我们在讲授本课程的过程中,不能仅仅按照课本顺序来讲解,应该前后内容进行对比,要明确一种传感器可以测量多种物理量,一种物理量也可以选用多种传感器来测量。再者要明确传感器测量电路的选用原则和调理电路的特点,例如电桥这种测量电路,可以作为电阻应变式、电容式、电感式等多种传感器的测量电路。在给学生讲授这门课的时候,我们应该将部分内容有机联系起来,这样有助于学生对所学内容的理解,而不仅仅局限在课本的表面认识。

2 确立以教师为主导,学生为主体的教学模式

2.1 采取启发式教学模式 完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、信号处理电路和显示记录装置等部分组成,分别完成信息的获取、转换、显示和处理等功能。在讲到测试系统组成时,很多同学可能对信号处理电路这部分内容不是很理解,传感器是用来获取信号的,然后再显示输出就可以了,为什么还要有一部分是信号处理电路呢。这时我们就应该启发式的问一下学生,考虑一下传感器的输出信号通常是大还是小呢?这个问题大家不难回答,肯定是传感器的输出信号比较微弱。正因为传感器的输出信号比较微弱,所以在测试系统中还有一个环节是信号处理电路,自然而然信号处理电路的作用学生也就明白了。

2.2 采取案例教学法 例如在讲解位移的测量时,可以先给学生介绍一个电感式滚柱直径分选装置的案例。以往用人工测量和分选轴承用滚柱的直径是一件十分费时且很容易出错的工作。而电感式滚柱直径分选装置可以很轻松完成滚柱直径的分选。电感式滚柱直径分选装置主要由电磁挡板、电感测微移和电磁翻板构成。进一步讲解它的工作过程,通过生活实例和工程案例启发学生,使学生在老师的引导下对实例中所涉及的测试技术基本原理和技术展开积极课堂讨沦,让学生成为教学过程的主体,进而在一定程度上培养学生的理论联系实际的能力和创造性思维能力。

3 板书和多媒体教学有机结合

多媒体教学是现代化授课的一种重要手段,在教学中应用多媒体技术不仅可以改善教学环境、优化教学过程,还可以用尽量少的时间和资源让学生获取更多的知识[3]。多媒体教学能很好地把文字、图形、图像、视频、动画和声音等信息载体有机地结合在一起,进而在一定程度上加深学生对重点、难点的理解。

机械工程测试课程的知识点较多较分散,学时一般较少,如果只用板书的话,学时是不够的,而且对于一些很抽象的内容,例如频谱分析,纯粹板书的话,学生感觉枯燥无味,又很容易分散注意力,这样的话,我们就可以采用多媒体作为一种补充手段,将枯燥的理论内容,以图片动画的形式形象的展示出来,这样不仅吸引了学生的注意力,也使学生加深了印象和对知识点的理解。

4 结论

《机械工程测试技术》是机械工程类专业的一门重要的专业基础课,理论内容抽象,学生学习难度较大。为了提高该门课程的教学质量,针对该门课程的特点,本文从教学内容、教学模式和教学手段等方面而作了研究与探讨。近年教学实践表明,在“机械工程测试技术”教学中,因材施教,合理设置教学内容,确立以学生为主体的教学模式,板书与多媒体并举的教学手段,有助于提高该课程教学质量,提高学生的学习积极性。

参考文献:

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中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2014)02-0007-02

收稿日期:2013-06-27

作者简介:张建立(1968―),男,河南中牟人,郑州大学机械工程学院副教授,博士,主要从事工业过程控制研究。

对于少学时(32学时)机械工程测试技术基础的教学,一般只能讲授信号处理初步以前的偏重理论部分,其后的实际应用基本没有时间讲。讲授的内容从傅立叶级数、傅立叶变换及其性质开始,高深的数学理论知识使学生接触这门课就感到枯燥、难学;对于学习这门课程的目的及相关实际应用知之甚少、甚至感到迷茫,学习兴趣不高,教学效果较差。针对这种现象,结合本人多年的教学实践,在教学过程中,以实际应用为目的,辅助于实物、工程案例,利用多媒体等技术,激发学习兴趣,拓展师生交流空间,积极引导学生参与教学活动,注重培养其实践能力,收到了良好的教学效果。

一、借助于展示实物、多媒体等技术,激发学习的积极性

(一)运用实物演示教学,提高学生的感性认识

运用实物演示教学,有助于学生化抽象为具体,为学生提供丰富的感性知识,直观鲜明地揭示客观事物的关系,可以使他们获得较深的感受,使抽象的概念、原理具体化。笔者在从教的十余年中,收集了大量的与机械工程测试技术基础教学相关的实物资料,主要有不同结构及工作原理的传感器、光电编码器、行程开关,应变片(花)、光电传感器等实物;对实物教具除了积累、收集之外,在上课之前进行筛选、组合,根据教学环节的设计,分析哪种教具在什么时候运用,怎么样运用。

在讲授机械式传感器时,展示电阻丝应变片、应变花、半导体应变片,给学生直观的感性认识,随后讲授不同类型机械式传感器的工作原理、应用范围,对比其优缺点。把工程应用中多余的应变花发给学生,同时让学生课下自学应变片、应变花的粘贴、密封、连接方法。使学生理解其工作原理,并掌握应用方法。

在讲授光电传感器时,首先介绍光电效应,展示光敏电阻、太阳能电池的实物及实例,再介绍光纤传输原理、结构,展示光纤实物,随后讲授光电传感器结构、工作原理,展示光电编码器。边介绍边展示实物,打破其神秘感,克服学生抽象感,认识到光电效应、光纤、光电传感器就是活生生的存在,并得到了广泛的应用。

对于高等院校工科学生来说,学以致用是他们进入大学以来不懈的追求目标,工程案例能够最大限度地提高他们的学习兴趣。在讲授电阻、电容、电感、磁电、光电传感器时,都会涉及接近开关,不同结构、不同工作原理的接近开关如何选型、有何优缺点、适用于何种场合?结合某集运站的煤块装车自动控制、显示系统,某钢厂炉料粒度检测筛分系统等进行讨论、讲授,较好地解决了该问题。

(二)运用多媒体等现代技术直观、动态地展示抽象的概念、原理

运用动态、直观的多媒体技术可以创设出一个生动有趣的教学情境,以其独特的形、声、景扣动学生的心弦,化无声为有声,化静为动,使学生进入一种喜闻乐见的、生动活泼的学习氛围,从而使学生产生极大的学习兴趣。例如讲授傅立叶变化的时间尺度改变特性时,先理论证明该性质,在暴风影音中播放凤凰传奇的流行歌曲《最炫民族风》,从互联网上下载有图像、歌词的MTV,先正常播放一个片段,活跃课堂气氛;按下快进按钮,播放速度加快到正常速度的1.5倍(时域内,播放时间变为原来的2/3),声音变得尖细,像儿童(频域内,信号频谱变宽,高频成分相对增多);按下慢放按钮,播放速度加快到正常速度的0.5倍(时域内,播放时间变为原来的2倍),声音变得低沉,像老人(频域内,信号频谱变窄,低频成分相对增多);在轻松、欢快的气氛中,听到不同的、变了调的歌曲,对比屏幕显示的歌词,就会明白同样的信号,改变其时域尺度,频域成分就会发生改变。在欢乐中学习知识,使学习知识变成一个欢乐、轻松的过程。

运用现代科技为师生交流提供了广阔自由的交流方式,拓展延伸了教学时空,在课后学习中,师生之间利用郑州大学网上评教平台、E-mail、QQ、手机等方式,随时随地进行着交流互动,实现了师生之间在空间上的零距离。在第一次上课时,把相关的信息公示出来,既拉近了师生之间的距离,又方便学生以后有什么疑难问题、意见及建议等及时地联系教师。

二、结合实际工程案例,培养学生的实践能力

案例教学法首创于哈佛大学[1],是当今国内外高等院校部分应用性学科专业经常使用的一种教学手段,目的在于有效增加课堂教学的生动性与实践性,以达到理论教学与实践教学相结合的实际效果。工程案例是将发生于工程实践中的客观事实,经过文字、数据、图表、动画等方式进行概括、整理,形成可用于课堂交流或探讨的案例材料。案例教学是学生了解实际问题的媒介,可以培养学生解决工程实际问题的能力。实践证明,一个好的案例常常有助于提高教学质量与效果,增加学生对专业学习的热情和积极性,并且能起到举一反三、触类旁通的作用,启发学生对工程实践中相关事例与情境的深入观察与思考[2-3]。机械工程测试技术基础是一门理论性、实践性都很强的课程,笔者结合多年的工程实践和专业教学经验,就案例教学在其教学中的应用问题进行了一些有益的尝试。

所选的工程案例应当真实,有针对性、系统性、时效性,难易程度恰当,能揭示和应用所学知识,并能引入、消化和吸收新知识,能切实提升学生的能力。结合本课程理论较深奥、实践性强、课时少的实际情况,根据授课内容的要求,采用在理论教学后提出合适的案例以加深学生的印象,促进其对内容深刻理解的案例教学方法。

在讲授“常用传感器与敏感元件”一章时,首先借助于实物、多媒体方式,介绍各类传感器的结构、工作原理、应用特点等理论知识;以京唐公司的高炉入料粒度检测系统为例,在大屏幕上展示现场的工作环境、空间尺寸,告诉学生这是一个环境中飘浮着较多小颗粒、粉尘,是填海之后腐蚀性较强的场所,实际生产要求实现物料取样、分级、称重等功能,显示取样液压系统压力、温度、油液深度、动作过程、称重检测结果等;误差小于0.3%。要求学生自愿结合,八人一组,每组设计出一个具体的实施方案,并写出设计提纲,比较不同方案的经济性、实用性;特别是各种称重传感器(变送器)、限位开关、温度传感器(变送器)、液位计、压力传感器(变送器)的选择,要求不能只是简单地给出哪个种类的传感器,需要阐明元件选择的依据,具体写出每一种传感器的型号、生产厂家、数量、价格。在开始讲授本章之前,把这个任务布置下去,要求课下完成。讲课过程中,不断提示本案例,为课堂上有效地开展案例教学做好充分的准备。本章内容讲授完成之后,展开讨论。课堂上首先听取各组的简短方案发言,接着教师开始分析设计过程,理清设计思路,引导学生有步骤地完成方案设计、元件选择。工程设计是没有标准答案的,但必须考虑设计方案的经济性、实用性,满足实际的生产要求。由于讨论内容超越了课本,将复杂的工程实际与本课程的学习紧密相连,并看到了所学知识在工程实际中的应用价值,学生兴趣十足,发言踊跃,甚至能提出工程实际中某个方面的不足之处,课堂气氛、教学效果得到了极大的改善,培养了学生的实践意识及实践能力。

三、改革考试方式

在本课程的教学过程中,尝试了多种新的考核方式,旨在让考试真正成为督促学生学习、调动学生学习积极性的有效手段和检验途径。应改变单一笔试的课程考核方式,采取期末笔试、平时成绩、实验操作考核三者相结合,全面评定学生对课程内容的掌握程度。平时成绩以作业、课堂表现、实验实习报告为评判依据,实际工程案例分组设计计入平时成绩。我们将考试方式改变为:平时成绩占20%;实验成绩占20%;期末考试成绩占60%。

在期末试卷设计时,考虑学生个体的差异。由于学生的理论基础与个人特长的个体差异,因此对于本课程的掌握和理解程度、应用能力也相应不同,试卷主体仍然按照知识点的要求和分布情况进行出题,即基本题占70%左右、提高题占20%左右,较难题占10%左右。不同的是,在占10%的较难题方面给学生增加选择。比如,设置两道不同题目中任选一题,一题偏重于理论分析,一题偏重于实际应用,学生可根据自己的特长与爱好选做。

采用面向实际的教学法,教学效果良好,师生共受益。学生在轻松的氛围中学习知识,培养了学生的实践意识,实践能力。学生在郑州大学网上教学平台上给教师的留言充满了感激与鼓励,给教师打分平均98分以上,就充分地说明学生对机械工程测试技术基础的教学是肯定的、满意的。本人在课程的讲授过程中,看到学生理解知识难点后的喜悦,感受到学生知道所学得到所用的激动,其乐无穷!

参考文献:

[1]任明川.哈佛案例教学的“形”与“神”[J].中国大学教

育,2008,(4).

[2]慕丽,王欣威.“机械工程测试技术基础”课程教学改革

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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0056-03

创新性教学,相对传统教学而言,是一种新的教学模式。它要求教师在继承传统教学中有利于培养学生创新思维的教学方法的同时,又要敢于打破传统教学中不利于学生创新思维的教学方法[1]。《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》中明确提出,要推动人才培养机制改革,健全寓教于研的创新人才培养模式,以高水平科学研究支撑高质量人才培养。如何在人才培养体系中建立创新模式,在教学环节中实现学生自主学习能力、创新能力的提升目标,成为教学改革的关键。传统的课堂教学模式是以教师为中心,学生处于被动消极学习状态,教学手段刻板,一些涵盖丰富专业特点和专业知识的课程,没有用到现代的教学方法中,教师只讲其工作原理,却很少讲其作用,以至于所学知识难以致用,学生对专业课程越来越没有兴趣,其结果是等到毕业时却不知自己所学所用何处[2,3]。哈尔滨理工大学机械电子工程专业,在原有大机械培养背景下,为适应现代机械系统自动化程度的不断提高、测试技术在机械领域中的应用日益广泛的需求下,机械工程测试技术这门课受到越来越多的重视,但是该门课程的教学方式仍然存在着上述教学缺陷,为了改变现状,对机械工程测试技术这门课程进行了教学改革与创新。

一、机械工程测试技术教学现状分析

随着新技术、新装备的不断发展,越来越要求学生具有较高的测控技术理论与实践能力。机械工程测试技术是机械类专业重要的平台课程,其特点是多学科交叉、理论和实践紧密结合的课程。该课程教学的好坏,是实现高级机电专业技术人才培养的关键。因此关于机械工程测试技术课程的教学方法的研究,越来越得到教学一线老师的重视[4]。与机械工程测试相关的系列课程的教学内容包括单片机原理与应用、机器人基础、微机接口技术等多门课程。传统的机械工程测试技术课程,以课堂讲授为主,从基础的信号分类开始,讲解信号的频谱分析方法、测试系统特性、传感器、信号的采集及处理,在这过程中学生利用一些实验装置进行同频检测与频谱分析、电桥性能比较及振动测量实验。这种教学形式看似是理论和实践结合,互相验证,但在实际教学过程中并不理想。主要原因在于实验均属于验证性实验,而该课程则要培养具有设计和实践能力的人才,因此目前这种传统教学方法很难让学生具有实际设计与操作能力。

二、面向机械工程测试的创新性教学的内容和形式

现代教育的大方向是越来越注重理论与实践的结合,尤其到了大三以上的年级,开始进行专业素质的培养。《机械工程测试技术》是机械类专业大三学生必修的专业平台课,这对大四一些专业课程的学习起到承前启后的作用,因此对该课程的教学创新有其独到的特点。首先,任课老师应具有宽广的知识面,即应具有测试、信号分析与处理、控制理论与实践,并了解一定的机械设计及制造方面的知识。同时,还应与时俱进,了解最新的测控手段和发展趋势,这是讲授该课程老师所具备的基本能力。其次,要灵活运用现代教学手段,以便课堂上能够生动地将理论联系到实际应用。最后,在该课程的学习过程中应尽量赋予学生学以致用的思想。面向工程测试的创新性教学包括理论教学、实践教学和考核方式的创新。通过对课程主要内容的细致分析和研究,并根据系统组成模块对课程章节内容按照信号在测试系统中的传输顺序将整个内容贯穿起来,从而使学生建立完整的测试系统概念。传统的理论教学过程中,往往是先教后学,即课堂教学在先,学生复习、体验知识在后。这种形式会出现学生应付了事和互相抄袭现象。为了改变这种现状,创新理论教学环节强调学生要提前学习,梳理问题意识、确定研究课题、查阅相关资料、论证研究方法和可行性等,这种学习方式是学生对知识进行自我构建的过程,使教与学的关系发生深刻变化,真正实现“以人为本,因材施教”的教学思想。创新性教学方法是建立在教学思想和教学模式转变的基础上,以教师为主导、以学生为主体的新型教学思想和教学模式能充分发挥教师的引导作用和学生的主观能动性。在创新性教学方法引导下,课程理论教学过程采用启发式讲授、工程案例剖析与课堂讨论相结合的方法。在使用课程教材时,不应只单纯的把“教材”看成“教材”,而更多的是把它当成“课材”。教学中不应该过多的把教材当作教学活动的主体,应尽量以教材为基础加大课外知识的引入。所以,这就要求教师应该博览群书,走在知识的前沿,给学生提供最新的信息与技术。在进行理论教学期间,充分利用现代多媒体技术,将工程应用案例与虚拟实验技术引入到课堂。例如教师在讲解绪论这一章中,播放一些应用于企业生产、军事、航天等方面的测控技术,让学生了解该门课程的应用范围与前景,使学生产生强烈的学习兴趣。在实践教学创新方面,为提高教学内容的针对性,同时激发学生的学习兴趣,采用以虚拟仪器为平台的创新性教学,改变过分注重学习知识的科学性和完整性而忽视实践性和创新性现象。虚拟仪器技术是今后仪器仪表、测试控制研究与发展的方向。发展现代科技,仪器仪表技术是重要的基础,虚拟仪器为我们实施创新教育提供了一个具有可操作性的实践平台[5]。根据课程特点,以虚拟仪器为平台,以创新为思想,设置项目任务,让学生在完成工作任务的过程中完成理论知识的学习[6]。创新性教学特点在于把培养学生的能动性和创新能力放在首位,注重培养其独立分析问题和解决问题的能力。在课程考核方面,不应以最终的期末试卷作为考核的基本标准,而是与平时的创新实践结合起来。由于本课程的创新教学尚处于初步实施阶段,在这期间,主要以培养创新团队为主,创新团队的成员所参加的各种创新实践活动也做为最终课程考核的一部分,并占有比其他同学多20%的平时成绩比例。这种激励机制将激发同学们参加创新学习的积极性,加快学生们的实践与动手能力的培养。

三、面向机械工程测试技术课程创新性教学的实践

教师讲授机械工程测试技术课程过程中,在讲授完第二章傅里叶变换的基本理论后,就可以给学生提出运用创新思想设计一套虚拟测试系统实现各种物理量的测量,这种测试系统内容涵盖教学目标的主要知识点,并具有循序渐进的学习认知规律。因为实际生活与工程中,物理量是多种多样的。在老师的指引下,学生自主研究,自主管理,团结合作,开发出基于虚拟仪器平台上的各种形式的测试系统,真正实现理论与实践的良好结合。针对当前机械工程测试技术课程教学中存在的问题和不足,首先给出以下一些创新性教学策略:

1.课程讲解中充分利用多媒体技术。和传统板书式教学相比,多媒体技术具有传统板书式教学无法比拟的信息量。多媒体教学设计配合多感官学习,能大大提高教学密度[7]。工程测试技术是实践性很强的课程,因此,课堂上正确使用多媒体技术,能够创设教学情境,引导学生进入工程应用的意境,达到学有所用的境地。将多媒体技术具体应用于机械工程测试技术课程的主要使用方法总结如下:①工程资料累积法,任课老师将与课程相关的科研与工程应用范例等资料以多媒体的形式储存在电脑中,并链接于相应的课件中,教学时根据需要播放相关的内容。②原理过程分部展现法,课程中很多复杂的原理过程,如相关的测控电路,由于机械类学生对电类课程不能很好地理解和应用,这时可利用多媒体技术,将复杂的原理过程分步展示,从传感器拾取信号的过程开始,经过调理电路,调理电路如何调理微弱的传感器信号,然后用何种形式显示出来等,这些过程通过多媒体形象地展示出来,即能帮助学生理解复杂的原理,又能激发学习动机。③动态控速展示法,教材中有许多静态图形图像,但实际上,这些静态图形图像在测试工程中大多数都是运动变化的,为了揭示这种实质上具有动态特性的图形图像的内涵,要使其动态化(二维或三维动画或图像变换),并利用播放过程中的速度控制以及定格技巧,全面深入地揭示测试原理。

2.利用“任务驱动”激发学习兴趣。机械工程测试是当今最活跃的前沿学科之一,在教学过程中,不仅要使学生了解本学科的最新发展,重要的是要学生学会利用所学知识实现各种现实功能,这才是大学教育的本质。在讲授理论知识的过程中,设置一些测试设计任务,让学生在动手实践过程中发现问题,提出问题,在老师的引导下,最后解决问题。这样,学生的学习由被动变成主动,激发学生的学习兴趣,提高学习效率,很好地培养学生自主探索和创新能力。

3.培养学生的创新意识,建立创新团队。为了能够真正实施基于虚拟仪器平台的创新实践教学,首先要培养学生的创新意识。具体的操作方法是,组建创新实践团队,以团队带动全体。创新团队通过参加创新实验、创新大赛等,以兴趣为导向,学习相关理论,对所涉及领域有较深入的认识和全面的了解,并开发出与所学课程相关的虚拟实验平台。在此基础上,带动大多数学生的学习兴趣,培养学生的创造性思维,在虚拟实验平台的基础上,根据所学知识,进一步开发出与课程相关的实验系统,如各种物理量的虚拟测量系统等。在学习和创新期间,要培养学生网络探索与创新的能力,鼓励学生在网上建立自主学习网页,帮助其他学生也加入创新兴趣小组来。这一活动不仅可以让学生所学知识有“用武之地”,帮助他们提高创新实践能力,而且这些能力对他们今后的工作和生活也具有很大的帮助。

四、以虚拟仪器为平台面向工程测试技术课程的创新性实践教学的实现

基于上述创新性教学策略与思想,机械工程测试技术的教学中,理论和实践教学均引入引入了创新性教学策略与方法。在理论上,课程讲解多与工程实践相结合。实践教学上,组织有一定学习积极性的同学组建创新实验小组,目的是以点带面。在进行创新性实践教学过程中做出如下创新实践教学设计:

1.布置设计任务。开发与课程相关的基础虚拟实验平台,该平台包含信号发生与处理、滤波、频谱分析功能,此信号发生器可以产生正弦波、方波、三角波,并具有两个信道。其次在此基础上开发出虚拟噪声信号分析测量系统,利用电脑自带的声音采集系统,作为虚拟噪声信号的输入,在试验平台上可以看到信号的幅值和频率的变化,实现噪声识别。

2.知识准备与引导。在老师的引导与建议下,学习Labview软件,学习各种频谱分析方法,了解各种窗函数原理、各种滤波器的原理,并学习如何应用Labview设置窗函数与滤波器。在此基础上,设计声音采集与信号分析虚拟测量系统,应用所学习的幅值域与频谱分析方法对声音信号进行分析。

3.项目实施。经过学习,认真设计后,完成的信号发生器与虚拟噪声测试系统如图1和图2所示,其中,图1是同学们开发的虚拟信号发生系统,该信号发生系统可以产生正弦信号、三角波信号、方波信号,同时可实现滤波、幅值谱和功率谱分析。图2是虚拟噪声测试实验系统,该实验系统可以模拟噪声的产生,进行噪声监测,利用电脑自带的声卡,通过麦克风模拟噪声,对噪声处理后,可以得到噪声产生的频率、幅值和相位。从处理结果可以看到滤波前后的波形变化,这样直观地、感性地、综合地将所学知识融会贯通。[7]

根据创新性教学策略与方法应用于机械工程测试技术这门课程实践表明,学生对该教学方式给予认同,一致认为这种形式的教学模式让他们对课程的学习产生了更大的兴趣,能够帮助他们更好地学习,更好地掌握测试技术基础理论和实际设计能力。针对机械工程测试技术课程的创新性教学的要求,任课老师应具有丰富的理论和实践知识,要不断地提高创新教育素养,教师的角色要从知识的重述者和传递者,转变为学生学习的引导者和协作者,教学方法要变复制型为创造型,从而提高学生学习的兴趣,提高学生获取知识的效率和效果。

参考文献:

[1]段华洽,王朔柏.深化教学改革创新教学模式——高校本科课堂教学模式创新研究[J].中国大学教学,2009,(4):35-37.

[2]上官剑.创新教育中的“加”与“减”[J].湖南师范大学教育科学学报,2010,(1):28-30.

[3]陈金国.工科类大学生创新教学实践[J].实验室研究与探索,2010,9(3):95-97.

[4]张凤生,王海峰,孙忠义,李智,杨倩.机械工程测试技术课程教学改革与实践[J].教学研究,2012,35(1):92-94.

[5]贾文华.基于虚拟实验平台建设的大学生实践创新项目的建设与探索[J].中国科教创新导刊,2013,(2):25.

[6]乔玉晶,魏建宇,谢迪,张鹤锐.基于虚拟仪器的测试技术实验平台开发[J].自动化技术与应用,2012,31(8):75-77.

篇9

机械工程测试系统的基本任务是从测试对象获取反映其变化规律的动态信息。第一个环节是信号的传感,将被测量的量或被观察的量通过一个被测量传感器或敏感元件转换成一个电的、液压的、气动的或其他形式的物理量,被测的或被观察的量与被转换的输出量之间根据可利用的物理定律应该具有一种明确的关系;第二个环节为信号的转换和调理;第三个环节是是对这些信号进行分析处理以及显示记录,包括信号的时域分析、频域分析、相关分析等。

二、虚拟仪器技术在机械工程测试系统中的应用现状

随着科技日益发展,对机械工程测试系统影响很大,特别是相对于传统的测试系统。以前要用特定的仪器对信号进行分析,但是利用虚拟仪器组建的机械工程测试系统却不用专用的仪器,而是利用计算机作为连接虚拟仪器软硬件的平台,信号源通过调理后数据采集卡就可以获取数据进行分析处理测试系统的发展经历了模拟测试仪器、计算机测试系统及虚拟仪器三个阶段。现代机械工程测试技术以计算机为中心,计算机的发展必然促进测试技术和仪器的发展,虚拟仪器的产生也就水到渠成。

在机械工程测试系统中,应用虚拟仪器编的越来越普遍,因为很多传统的硬件设备在虚拟仪器中都可以用软件代替,从而降低了大量的设备浪费,降低了成本,并且还可以直观化的显示其结果,将多种的传统仪器合并到一套虚拟仪器测试系统中,有利于编程,也有利于增强测试系统的准确度。

三、机械工程测试系统开发环境

1.应变测试系统。虚拟式应变测试仪由硬件和软件两大部分组成,这里采用pc daq体系结构组建虚拟仪器。其原因是因为pc daq系统是以数据采集板、信号调理电路和计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器系统,它充分利用了主流和普及的pc机总线、机箱、电源以及丰富的软件,以极少的硬件就能形成功能完备的应变测试系统平台,这种方案的性价比最佳。

2.位移测试系统。在工业生产中有着广泛的应用,是机械量检测的基础,将机械量转化成位移量来检测是机电一体化技术的重要组成部分之一。对位移的检测不仅为提高产品质量和生产安全提供了重要数据,同时也为其他参数的检测提供了基础。

3.压力测试系统。以液压试验平台为测试平台而进行的一系列机械量测量测试,以此液压实验台做压力信号源,随着液压系统向高压、大功率、高精度方向发展,液压系统的结构变得越来越复杂,故障率也随之增加,安全问题日益突出,因此,在液压系统工作过程中,需要确切的了解液压系统内部的压力和流量等,对于防止系统出现意外故障和有效提高系统工作效率具有十分重要的意义。

4.流量测试系统。以液压试验平台为测试平台而进行的一系列机械量测量测试,以此液压实验台做流量信号源,以液压实验台的对于液压系统来说,最重要的两个参数就是流量和压力,两个参数要求精度高,稳定性好,易于调节。在多功能液压测试试验台中,流量调节控制涉及到电机、变量泵、流量调节阀、排量反馈传感器、电控模块、流量传感器、计算机、管路等多个环节,影响流量的有负载、压力、温度、泄漏等因素。在液压测试中,要得到准确的流量参数、必须对流量调节各环节进行分析计算,确定各环节对流量的影响,并采取措施改善流量调节的精确性和稳定性,以提高流量控制精度。

5.温度测试系统。温度是机械工业生产和科学研究实验中的一个非常重要的参数,许多系统的工作都是在一定的温度范围内进行的,需要测量温度和控制温度的场合及其广泛。目前的温度测量控制系统常采用单片机控制,该技术应用十分广泛,但其编程复杂,控制不稳定,系统的精度不高。而利用虚拟仪器开发和设计的温度测量系统,采用普通pc机为主机,利用图形化可视软件labview为软件开发平台,监测温度的变化情况,采集数据并进行处理、存储、显示,设备成本低,方便灵活。

四、机械测试系统总体设计思路

对传统的机械工程测试系统测试过程及传统的测试仪器和现有的虚拟测试系统进行对比研究后,可见系统总体结构:

1.机械工程测试系统采用模块化结构,可在一个测试系统中同时组建应变、位移、压力、流量和温度测试系统。并且每个测试系统用模块化进行设计前后面板,方便程序设计和用户操作与控制。

2.采用数据库对数据进行存储、管理和查询。基于需要对测试数据进行存储、调用、管理和查询,并且处理的数据量大,可设计通过数据库来存储、管理和查询数据,建立一个access数据源,通过ado数据库访问技术,充分利用ado的灵活性,通过编程模型实现对数据库的操作,执行用户命令,实现对数据的管理。

3.测试仪选用的模型是“菜单选择结构”。在后面板中利用“case”结构完成在前面板中不同的按钮选择,选择好一个测试以后,测试仪就可独立工作。

4.前后面板的人性化设计。包括前面板和程序框图两部分,系统前面板由参数设置和五个测试系统构成。

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1 工程机械维修中存在的问题

1.1 维修管理的信息传递和交流不及时。目前,生产厂家与地方维修企业、维修部门处于近乎脱钩状态,使得现有的维修管理息传递渠道不畅通,严重影响了维修效益和用户的切身利益。另外,信息交流的手段落后,维修部门不容易及时获得外部信息,如设备维修、技术交流、职工技术的在职提高与培训等。同时,生产厂家售后服务的维修技术人员也抱怨说,设备用户的维修信息传递不及时,有时售后服务的维修技术人员不是直接面对最终用户,而是通过本厂的其它部门隔层传达。最后,用户还直接抱怨他们信息处理不及时,妨碍设备的生产使用。

1.2 维修行业地位低下,维修技术人员的价值取向容易发生变化。在施工单位现在推广项目管理,重视抓订单、抢工期、拼设备,而忽视了维修,更不用说去扶持维修部门了。由于维修人员不是直接完成施工任务,所以其创造的价值,所起的作用往往被忽视。维修工作常常带有突发性,让人很难判断工作量,同样的学历,维修人员的平均工资水平要比其他工程人员低得多,因而大家都有一种失落感;而且维修工作给人的觉总是与脏、累、苦联系在一起的,再加上待遇低下,很容易使得维修技术人员的价值取向发生变化,许多维修技术人员纷纷改行或是另谋高就。维修行业留不住人才,特别是留不住熟练的专业技术人才是一个较为普遍的现象。

1.3 维修技术人员素质巫待加强,维修质量普遍不高。大部分维修工人没有经过正规的培训,他们只具备单一的机械技能,缺少液压、电子方面的知识、技能,对一些较先进的机械设备出现故障后就会束手无策,只能停机到外面找人维修,致使排除故障时间延长,维修费用增加。

1.4 各维修企业或部门维修质量参差不齐,难以控制。缺少专门的企业维修水平评估、检查和监督机制。如果遇上维修质量问题,容易发生扯皮现象。

1.5 某些单位全面否定计划预期检修制,错误理解按需修理。当前确实有不少有关人员认识到,单纯的计划预期检修制已不适应工程机械使用、维修的需要,因此产生了另一种对其全面否定的倾向,忽略了维护保养的积极作用,、因而在采用新的维修方式中未将其作为一项关键性的基础工作继承下来,使改革后的维修方式“重修理、轻维护”,使修理往往需要事后进行补救。

1.6 维修体制不稳定,各企业维修管理始终处于分散、各行其是的局面。“大而全”、“小而全”式的企业内部维修厂或维修车间是传统计划经济模式的产物,它们只为企业部服务,没有经营决策权;在市场经济环境下,公路工程中招投标制的使用,使得企业施工天南地北,流动性较大,企业内部的这些维修厂或维修车间往往是鞭长莫及,因而许多维修厂或维修车间成了坐吃山空的状态,引起了其它部门的不满。虽然也有不少维修厂或维修车间改行转向制造行业,但是由于半路出家,业不精,还是面临入不敷出的状况。

1.7 将设备现代化管理的全过程、全系统分裂开来分别考虑,只强调设备的维修保养,忽视设备的前期管理。殊不知由于设备前期规划、选型决策的失误,重则致使企业倒闭,轻则由于所购设备可靠性低,致使设备使用期故障多发,维护保养工作量大,维修费用过高。

2 工程机械维修解决对策

2.1 建立区域性的RCM服务网。工程机械生产厂家应以各地的RCM服务网点为依托,把自己的售后服务让位于各地的RCM服务网点,把精力集中在产品开发、提高质量和市场营销上,而不是放在维修市场上。这样,分布各地的RCM服务网点能够快捷经济地进行检测、保养及处理各种故障,提高设备的完好率、利用率,减轻因设备故障对施工企业的压力,并减少维修费用,提高经济效益。

作为施工企业,应把精力放在工程招投标和施工上,而把自己一直做不好的设备保障工作推向维修市场。专业化的RCM服务可以充分提高设备完好率,大大降低因设备故障对工程造成的损失及维修费用,同时使施工企业摆脱了“大而全、小而全”的维修设备及人员的投入所造成的负担。

同时,RCM服务网点还可以有组织的批量进行高技术含量的零部件修复,设备生产厂家对此能有效地提供可靠的技术保障。

要提高工程机械RCM服务企业的RCM服务水平,可以重点从从领导素质、技术人员素质、管理人员素质、人员构成、RCM服务设备、RCM服务工艺、通信能力、机动能力、人员的管理、公关及服务、资料及信息、服务质量管理方面下手,从而我们可以采取如下措施来提高企业的RCM服务水平:(1)应重视两类人才的引进:一种是懂技术,尤其会管理,善经营的厂长或经理型的管理者;另一种是有一定的工程机械维修理论基础知识,又有丰富的维修实践经验的维修技术人才。同时要注意人才的结构优化,避免人才浪费。(2)增加RCM服务设备,完善RCM服务工艺,保证并加强RCM服务人员的通信能力和机动能力,并在此基础上实行全员成本控制和管理,充分降低服务成本。

2.2 注重各类技术人才的培养、培训。(1)改革专业院校的办学模式,注重实践能力的培养。中国学生缺乏的就是实践能力的培养,大学毕业后不得不继续适应现实的和迅速变化的生产、技术、组织和管理条件,在企业内再接受实践能力的培训。因而,从培养人才的长远计划来看,我们必须改革普通教育和大学培养制度,改革传统的办学模式,让专业院校与企业走联合办学之路,重点培养学生的实践能力。(2)充分利用每一次设备采购机会,接受工程机械生产厂家、商的使用和维修培训。(3)企业可采取内部培训和外部专题培训相结合的方式。企业可以针对维修技术的薄弱环节,选择有主动性、有责任心、有能力的中高级人才参加国家和行业主办的高级技术人才培训;或是从工程机械生产厂家、高等院校、科研机构聘请专家为本企业有针对性的培训;或是直接参加工程机械生产厂家、高等院校、科研机构举办的学习班。(4)企业制定培训计划不仅要满足自身的要求,同时最好符合专业认证的要求,以免技术的重复培训。(5)培训的方法可以采用专业教材、幻灯片、多媒体演示、模型教具、计算机仿真训练器、互联网、技术表演、知识竞赛等多种形式。

3 结语

现代机械工程中的工程机械维修技术还是以科技为支撑的,只有科技不断进步,才可以支持企业的工作效率,使企业的效益达到最佳的效果,为企业赢得利润。随着机械化水平的提高,工程机械在施工、管理中所起的作用不断增强.工程机械设备的完好与否将直接影响到施工生产任务的完成情况,只有坚持全球化的合作才可以使科技在交流中得到发展,使科技在实际生活中的应用更有目的性与准确性,从而影响着整个机械制造业的发展水平和国民经济的进步。

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1虚拟仿真技术给机械工程实验教学带来的改进

就目前来看,我国在机械工程实验教学中尚存在许多突出问题,这些问题的产生给机械工程教学的质量及效率造成了很大制约,尤其是在实验基地建设方面存在较大的能力局限性,这无法满足学生在学习机械工程时的动手操作能力培养,更无法加深学生对机械工程知识的理解与运用。部分院校为了节约开支,减少设备在使用过程中发生损坏或故障的几率,常常在对学生进行实践培训时是以讲座和参观为主要形式的,这也造成学生缺乏实践操作机会,从而导致学生缺乏机械设备的操作经验,难以有效胜任机械工程的相关岗位操作。科学技术的飞速发展,使越来越多的新技术、新手段被应用于机械工程领域,机械工程教学方法及教学理念也得以快速更新,计算机技术在机械工程实验教学中也发挥出越来越重要的作用。目前大部分高校都采用CAD机房来进行机械工程实验教学,并通过虚拟仿真技术的引进来持续改进与更新教学实验设备。通过虚拟仿真技术,可有效减少设备仪器在实验教学过程的故障与损坏几率,同时也能帮助学生利用虚拟仿真技术来进行灵活的实践与操作,使学生能够按照自己的想法利用虚拟仿真技术来设计出满意的机械工程作品,进而加深了学生对机械工程知识理解与运用能力的同时,也能充分发挥其学习主动性和创新精神,使机械工程在实验教学中能够对部分装置设备实施传动性能实验、减速器装配实验以及数控加工仿真实验,进而使机械工程专业在教学过程中的质量与效率得到极大提升。

2机械工程实验教学中虚拟仿真技术的主要应用

2.1带传动性能测试实验中的应用

在机械工程实验教学中,对工程履带类部件所具有的传动性能进行测试是其重要组成部分,通过对传动带在运行过程中的传动性能进行测试,可帮助学生对带在传动过程中所产生的打滑与弹性滑动现象进行直观的观察,进而更加科学的分析机电设备的最佳承载力,通过分析这些数据,可使带动控制问题得到有效解决。在对机械工程中的带传动性能进行测试时,还需要应用到电动机、发电机、传感器、光电测速装置以及转矩力测杆等设备,采用这些设备可实现人工测试,不过这种测试方法需要花费过高的人力与物力成本。而通过虚拟仿真技术,则能够使学生在计算机中设计带传动性能测试系统,从而不需要使用上述设备,学生也可随时随地的来测试带传动性能,既节约了大量成本,又显著提高了机械工程的实验教学质量及效率。

2.2减速器装配实验教学中的应用

在机械工程中经常需要应用到减速器,其同样也是机械设计中最为基础的一个项目。在对减速器进行装配实验教学中,往往都会通过实物的方式来取代减速器进行教学,不过这种实验教学方法往往会增加学生对实验操作的理解难度,难以取得较为理想的实验教学效果。而通过虚拟仿真技术,则可使学生在计算机界面中对减速器模型进行直观的观察,并按照相应的装配过程来对减速器模拟模型进行装配操作,从而使减速器的结构讲解变得更加直观、具体。

2.3数控加工仿真实验教学中的应用

在我国工业制造领域中,数字加工技术无疑是其核心技术之一,其在推动我国现代化工业发展中发挥着巨大作用。对于数字加工技术来说,其实现了机械加工与微电子技术的结合运用。在机械工程实验教学中,便常常需要应用到数控加工技术来对数控机床进行灵活的操作,不过考虑到数控机床在实际应用过程中会出现较高的维护成本,而且数控机床的种类多样,学生只能接触到几种常见的设备运作形式,同时在实际使用数控机床时往往需要进行复杂的程序设置,这势必难以满足不同学生对实践操作的需要,再加上实验操作的复杂性,使学生在实践教学中很难取得较为理想的学习成果。而利用虚拟仿真技术,则可使不同学生参与到具体的实践项目当中去,使学生能够接触、熟悉和掌握不同种类的数控机床,并利用这些数控机床来设计出相应的机械工程产品,从而使学生能够更加系统性的学习和掌握数控机床的具体加工流程。

3机械工程虚拟教学实验室的建设构思