为了在教学过程中形象展示溢流阀内部工作过程,研究溢流阀颤振行为,设计并搭建了可视化溢流阀失稳实验平台。通过采用有机玻璃结构的溢流阀工作实验,直观反映阀芯在工作中的运动过程。设计特殊结构加装激光位移传感器监测阀芯运动位移。应用Labview软件搭建实验控制与采集平台,实时显示并初步处理实验数据。结果表明,失稳实验教学平台能够从视觉上直接反映溢流阀阀芯振动过程,同时得到实时检测数据,分析结果为溢流阀的失稳机理提供了理论依据。

面向高校车辆工程专业人才工程实践能力培养和虚拟仿真实验的重大需求,针对汽车专业液压传动课程教学中存在的理论抽象和实践教学手段不足等共性问题,通过SolidWorks完成液压元件的三维建模及装配,导入3Ds Max进行模型的优化和渲染,在Unity 3D中实现虚拟场景搭建,自主设计开发了一套汽车液压虚拟实验教学平台:液压元件剖视和拆装、液压试验台、液压回路以及液压助力转向装置的虚拟实验。教学实践应用表明,该虚拟实验平台具有良好的三维交互性、操作便捷性和场景真实性等优点,增强了学生工程实践能力,在汽车液压传动实验教学领域具有良好的应用价值。

气动技术是以压缩空气为介质进行控制和传动的一门专业工程技术,具有安全防爆、无污染、易维护等优点。传统的气动技术教学实验台存在实验内容单一、数据记录困难、难以达到低压力高精度控制等问题。利用虚拟仪器并结合检测、气动比例控制等技术构建可视化的基于微流体芯片的气动比例压力阀实验教学平台。该实验教学平台以LabVIEW作为软件开发平台,开发了气动比例压力阀、位移、流量以及压力传感器、控制器、高性能数据采集卡等气动实验系统,可实现气动元件的性能测试、位置控制、回路测试等实验教学。整个实验平台同时具备数据采集、处理、存储以及实验报告生成等功能,操作便捷、界面直观、功能齐全。

汽车发动机实验课程是提高学生专业实践能力的重要环节,但在传统实验教学台架搭建过程中存在“耗时、耗能、耗力”的问题,并且受实验场地和成本的限制,学生开展实验的自由度和参与度较低,针对以上问题搭建了汽车发动机虚拟仿真实验教学平台。平台以CA4DD柴油机为建模对象,在对其结构分析的基础上利用CRUISE-M软件完成了发动机进排气子系统、EGR子系统等以及整机的模型搭建、参数输入与模型校核,以柴油机燃烧参数调整特性虚拟仿真实验为例,设计实验流程,展示了平台的实际应用。学生可以根据搭建的CA4DD一维性能仿真模型在课堂教学演示和自学之后,利用CRUISE-M的在线和离线仿真方法,实现传统实验教学平台的升级,扩充现有的实验项目。平台丰富了实验内容,弥补了当前发动机专业实践教学的缺陷,拓宽了学生的知识领域,提升了学生的学习兴趣和实

海上作业时母船或平台受到海浪影响会产生大幅升沉运动,影响作业安全与工作效率,升沉补偿装置可以极大地改善海上工作环境。针对升沉补偿装置的研究和学生实验的教学需要,该文设计了一种升沉补偿系统实验平台,采用六自由度平台模拟真实的海上船只升沉运动,采用液压系统模拟负载在海上的受力情况,从而可以真实地反映海上工作情况。将主动控制系统、被动控制系统、半主动控制系统集成到升沉补偿系统中,可以清楚地对比不同控制方式各自的优势和不足,使学生更加深入地了解升沉补偿装置的控制机理,尝试更加复杂的控制算法来实现更优秀的补偿效果,激发学生的学习兴趣,进而提高实验教学效果。