关键词：振动测试;;教学实验;;虚拟仪器;;远程实验;;虚拟仿真实验
摘 要：国内许多高校都建立了机械振动教学实验系统,但通常转子实验台和振动实验台的振动实验是分开进行的,而旋转机械和结构框架的振动都是机械振动领域的重要研究范畴。加之高校教学资源紧张,实验经费有限,实验硬件的维护成本高,给高校的实验教学带来了极大的挑战。本文针对振动教学实验中存在的问题所开发的机械振动教学实验系统能同时研究转子实验台和振动实验台的振动现象,并能部分替代或全部替代传统物理仪器,有效地节约了高校教学资源。本文首先针对现有振动实验系统所存在的问题,分析了系统的设计需求,确定了系统的总体架构,并详细设计了硬件和软件平台各部分拟实现的功能。接着设计系统的硬件平台,设计了转子实验台、振动实验台及其关键零部件的结构,对传感器、脉冲锤等硬件进行选型。最后设计系统的软件平台。系统的软件平台分为虚拟仪器实验系统和虚拟仿真实验系统。借助虚拟仪器人机交互良好、性价比高、便携性好等突出优势,开发了基于LabVIEW的虚拟仪器实验系统。系统采用模块化设计,分为注册/登录界面、实验选择界面和典型振动学实验三个层次,便于实验系统的后续维护和完善。此外,该实验系统还实现了远程通信功能,能把实验数据和程序前面板发送到远程端和移动端,且支持多台客户机同时工作,非常适用于高校大班实验教学,也为提高实验教学效率提供了新的思路。借助SolidWorsk导入模型并与LabVIEW建立通信,设计了基于VRML技术的虚拟仿真实验系统,用户可以在虚拟现实中搭建实验平台、采集实验数据并分析实验结果,有效地缓解了实验教学经费的不足和实验资源的紧张,具有广阔的应用前景。最后通过转子实验和简支梁实验对虚拟仿真实验系统的效果进行了验证,达到了预期的目标。
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