冲压成形虚拟仿真实验教学平台

发布时间:2022-11-24

编辑人:灵图互动

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冲压零件作为汽车零件的重要组成部分,据统计占轿车零件的比例高达75%左右。冲压零件的生产主要依靠冲压模具来完成。其生产过程占整个汽车从设计到投产总时间的2/3,已成为制约现代汽车改型换代的主要因素。所以冲压成形技术的提升与人才的培养对汽车行业的发展至关重要。

传统的冲压成形实验教学存在实验设备数量少、仪器设备相对落后、实验资源不能突破时空限制、人均实验资源占有率低、实验教学模式单一、实验危险性较高等缺陷,难以达到较好的教学效果。随着虚拟现实等技术的发展,虚拟仿真技术为冲压成形实验教学提供了有效的解决方案。

虚拟仿真实验教学平台具有节省资金、突破传统实验在硬件设备上的限制和时空的局限等优势且具有开放性和共享性,优化教育资源,拓展实验教学模式。学习者可通过交互设备与虚拟仿真实验教学系统中的虚拟设备进行交互,完成与真实实验一样的操作。将虚拟仿真技术应用在冲压成形实验教学中,构建具有强烈的沉浸感、实时性、交互性的冲压成形虚拟仿真实验系统,模拟真实工作场景,有效提升了教学效率。

冲压成形教学实验包括压力机和模具结构认知、板料冲裁操作、冲裁件尺寸测量和数据整理等内容,为了构建一套具有现实意义的冲压成形虚拟仿真实验教学平台,根据冲压实验的目的和要求,系统主要由演示模式、操作模式、认知模式、考核模式四个场景模式所组成。

1. 演示模式

冲压成形虚拟仿真实验教学平台的演示模块是通过动画的形式直观而又生动地展示了整个实验操作全过程,高度还原真实场景,各组成部分真实感强,结构表征清晰,相互关联运动准确无误,便于学生快速领会冲压实验的主要内容和金属板材塑性成形原理。

冲压成形虚拟仿真实验教学平台演示模式

2. 操作模式

冲压成形虚拟仿真实验教学平台的操作模块使用户不仅可以漫游浏览整个冲压实验室,还可以在逼真的虚拟实验场景中进行实验操作,实现了操作面板的手动控制、冲头的更换、冲裁过程模拟、冲裁件尺寸检测、数据生成和记录等操作和功能交互,避免了操作错误可能造成的伤害或设备损坏,并根据需要变换实验参数,完成相应的实验操作,增进了学生对冲压成形工艺的认识,为分析冲压工艺参数对冲压质量影响奠定了良好基础。

冲压成形虚拟仿真实验教学平台操作模式

3. 认知模式

冲压成形虚拟仿真实验教学平台的认知模块采用鼠标移动实现了设备结构高亮显示和性能说明,使学生对设备和模具结构有一个更加清晰的认知。同时,通过认知模式中的实验课件,有利于学生更清楚地了解实验原理及实验目的。

4. 考核模式

冲压成形虚拟仿真实验教学平台的考核模块在认知培训及操作培训的基础之上建立考核机制,让学生能够在培训的基础上进行测试,加深印象,进一步巩固习内容。主要包含操作考核、考核评分与成绩存储三部分。

4.1 操作考核

在操作考核的模式下,冲压成形虚拟仿真实验教学系统完全按照操作规程步骤进行考核,中途无提示,学员在真实考试的情况下进行操作,直至考核结束。

4.2 考核评分

在考核完成后,冲压成形虚拟仿真实验教学系统会根据实际考核过程中每个步骤的分值进行计算,得出当前考核的最终成绩,并记录入数据库中。学生可在个人管理后台中进行成绩查询、实训报告查看、导出等操作。

4.3 考试成绩存储

实训室设置专用服务器,学生考试成绩、操作步骤实时存储至服务器中,并预留数据接口,以便与学校教务系统进行数据对接,方便学生实时成绩查询。

冲压成形虚拟仿真实验教学平台考核模式

冲压成形虚拟仿真实验教学平台根据板料冲裁间隙实验的实验原理,通过构建的虚拟场景详细地模拟了金属板料冲裁实验的全过程,实现了冲压实验过程演示、模具拆装展示、设备认知和实验操作等功能,获得了较好的实验教学效果,不仅提升了教学质量,还拓展了教学范围。

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