基于网络的《工程力学》实验系统初探

　　1　引言

　　实验是学生获得知识和能力训练的重要途径,是进行科学研究的重要方法。工程力学实验是工科院校学生的一门技术基础课,是学习力学课程及工程专业课程不可缺少的一个重要环节,这一环节不仅使学生掌握各种材料的力学性能,而且能够培养学生的动手能力和工程实践的基本技能,为从事生产现场的测试、运行、控制、维修、管理等工作奠定基础。因此,加强、改革工程力学实验教学的内容和方法,对于培养知识能力素质、协调发展的高质量的应用型人才具有重要的现实和深远的实际意义。

　　2　我校开设《工程力学》实验课程的状况

　　我校开设的力学类课程主要分布在机械系、电气系、动力系,涉及班级约50个左右。因受班级多、实验设备相对不足等的限制,在某种程度上不能完全保证所有班级的理论课程与实验课的进度协调一致,给实验课教学造成一定的困难。

　　根据高职高专教学的要求,我校现开设的工程力学实验课程主要包括:

　　①拉伸压缩实验。主要实验内容:低碳钢、铸铁典型材料的轴向拉伸和压缩试验。了解塑性及脆性材料在轴向拉伸和压缩时的力学性能,弹性模量E的含义及计算等。②圆轴扭转破坏性实验。主要实验内容:低碳钢、铸铁的扭转破坏实验。了解材料在扭转时的力学性能。切变模量G值的含义及测定等。③矩形截面梁的弯曲实验。主要实验内容:电阻应变仪的基本原理;电阻应变片的基本知识,包括电阻应变片的粘贴技术等。弹性模量E、切变模量G值的测定,弯曲正应力计算,主应力测定等。

　　3　网上实验系统的开发思路

　　本系统的开发可分为以下三个部分:

　　(1)实验理论基础。该部分是力学实验课程的基础,其包括试验机的功能介绍,试验机操作规程,试件的几何性质以及实验结果分析等。鉴于阅读对象和教学目的的局限性,其内容以我校实验指导书为基础,结合理论教学教材,以简单化、科学化、系统化为宗旨。

　　(2)试件实验过程动画制作。借助3D Max软件,对所有实验过程中的试件变形(破坏)过程进行描述。设计的思路主要是渲染试件的变形过程。因此,对于实验设备包括接触试件的卡头等予以省略。利用3Dmax软件对所要描述的试件,按照拉伸、扭转、弯曲的实验内容,进行动画制作,包括建模、渲染、动画制作等过程,并结合实验数据制作相应的加载温度计显示。最后输出为动画文件。

　　(3)网页开发及Web服务器。网页的制作基于Dreamweaver软件。要求页面简洁,字体适中、清晰,避免过多的装饰和小动画等,提高浏览速度。Web服务器可使用一般的web服务器,要求支持avi动画播放功能。