基于虛擬仿真技術(shù)在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的研究*

卜萬奎,徐慧,閆冰潔,朱明聽

(1.菏澤學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院,山東 菏澤 274015;2.菏澤學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,山東 菏澤 274015)

0 引言

材料力學(xué)是高校土木工程、機(jī)械、動(dòng)力、材料等工科專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課,主要研究單根桿件在外力作用下的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性問題,在高等院校的教學(xué)計(jì)劃中占有很重要的地位.材料力學(xué)與工程實(shí)際聯(lián)系緊密,該課程主要研究桿件在外力作用下的內(nèi)力、應(yīng)力、變形的規(guī)律,涉及到的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有金屬材料拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)、金屬材料扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、梁的彎曲正應(yīng)力測(cè)定等實(shí)驗(yàn).開展上述實(shí)驗(yàn)有利于加深學(xué)生對(duì)于力學(xué)理論的理解,對(duì)如何更好地應(yīng)用力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際的工程問題具有重要的意義.

虛擬仿真技術(shù)已成為目前力學(xué)發(fā)展較為先進(jìn)的輔助方法,它是以計(jì)算機(jī)為媒介,將數(shù)字化信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于力學(xué)建模,通過數(shù)值計(jì)算得出結(jié)構(gòu)受力、變形的變化規(guī)律,并通過圖表、云圖或等值線等方式呈現(xiàn).目前,已有不少學(xué)者對(duì)于如何將虛擬仿真技術(shù)與材料力學(xué)相融合的相關(guān)課題進(jìn)行了研究,例如:章芳芳將Midas應(yīng)用在土木工程專業(yè)材料力學(xué)教學(xué)中,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,深化了學(xué)生的工程意識(shí)[1];郭旭洋,黃雷將仿真數(shù)值平臺(tái)應(yīng)用于材料力學(xué)課程教學(xué)改革中,并達(dá)到了提升材料力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的目的[2];黃濤,胡佳恒等借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn),通過教學(xué)實(shí)例驗(yàn)證了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋玫娜诤暇€上線下的教學(xué)……