開放式網(wǎng)上材料力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件簡介
材料力學(xué)課程是機(jī)械、材料、土木等專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，其理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，它的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是材料力學(xué)課程教學(xué)中的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。目前，現(xiàn)實(shí)中的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)存在以下局限性：
1.硬件依存性較強(qiáng)，只能在特定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；
2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備外形較大，實(shí)驗(yàn)室難以擺放足夠數(shù)量的設(shè)備，無法滿足學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的需求；
3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴，操作不當(dāng)極易造成設(shè)備損壞；
4.實(shí)驗(yàn)器材損耗大，如試樣拉伸斷裂后無法再使用，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重；
隨著招生規(guī)模的逐年擴(kuò)大，教學(xué)改革的不斷深入，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)越來越重，儀器設(shè)備臺套數(shù)和實(shí)驗(yàn)教師數(shù)量相對不足等問題愈加突出。為了以最少的經(jīng)費(fèi)投入解決以上問題，并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，特定制開發(fā)開放式網(wǎng)上材料力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件。
本虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程主要包含以下典型實(shí)驗(yàn)：
• 拉伸虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
• 沖擊演示虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
• 梁彎曲正應(yīng)力虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
• 扭轉(zhuǎn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
• 彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
• 壓縮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
• 彈性模量與泊松比虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
• 壓桿穩(wěn)定虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
（1）拉伸虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
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拉伸虛擬實(shí)驗(yàn)場景效果圖
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用游標(biāo)卡尺測量試樣直徑
（2）沖擊演示虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
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沖擊演示虛擬實(shí)驗(yàn)場景效果圖
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記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填寫沖擊功
（3）梁彎曲正應(yīng)力虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
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梁的寬度和高度
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記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
（4）扭轉(zhuǎn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
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扭轉(zhuǎn)虛擬實(shí)驗(yàn)場景效果圖
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實(shí)驗(yàn)開始前設(shè)置軟件參數(shù)
（5）彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
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彎曲與扭轉(zhuǎn)組合實(shí)驗(yàn)
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記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
（6）壓縮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
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壓縮實(shí)驗(yàn)過程
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觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果
（7）彈性模量與泊松比虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
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彈性模量與泊松比虛擬實(shí)驗(yàn)場景效果圖
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觀察測量結(jié)果
（8）壓桿穩(wěn)定虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
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壓桿穩(wěn)定虛擬實(shí)驗(yàn)場景效果圖
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記錄測量結(jié)果
本系統(tǒng)可滿足以下主要性能指標(biāo)：
1、為保證系統(tǒng)的交互性和擴(kuò)展性，系統(tǒng)須采用國際領(lǐng)先的Unity3D引擎開發(fā)而成；
2、為保證系統(tǒng)的先進(jìn)性，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所使用的網(wǎng)頁播放器插件須采用主流3D引擎插件，且插件在近1年內(nèi)有更新版本，并可支持后續(xù)的優(yōu)化升級；
3、系統(tǒng)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺軟件無縫對接，教師端能夠自動(dòng)生成智能指導(dǎo)和自動(dòng)批改規(guī)則，且教師能夠?qū)σ?guī)則進(jìn)行細(xì)節(jié)修改；
4、系統(tǒng)提供實(shí)驗(yàn)過程中的智能指導(dǎo)功能，該指導(dǎo)為啟發(fā)性指導(dǎo)，通過一步步的提問式引導(dǎo)，進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生思考；
5、系統(tǒng)提供實(shí)驗(yàn)結(jié)果的自動(dòng)批改功能，學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束且提交后，系統(tǒng)調(diào)用自動(dòng)批改規(guī)則可以自動(dòng)算出學(xué)生實(shí)驗(yàn)得分，教師端還可以查看得分細(xì)節(jié)，了解學(xué)生的得分細(xì)節(jié)；
6、系統(tǒng)服務(wù)器端用戶分為學(xué)生、教師、教務(wù)管理員和系統(tǒng)管理員四種角色，不同角色擁有不同權(quán)限。
學(xué)生：選課、選擇實(shí)驗(yàn)、開展實(shí)驗(yàn)、接受實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、保存和提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果、查詢實(shí)驗(yàn)成績和批語。
教師：典型實(shí)驗(yàn)庫維護(hù)、發(fā)布實(shí)驗(yàn)、安排實(shí)驗(yàn)、批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告、系統(tǒng)指導(dǎo)、統(tǒng)計(jì)并發(fā)布學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績和批語。
教務(wù)管理員：課程計(jì)劃、開課計(jì)劃、選課日期設(shè)置、開課審核、開課查詢。
系統(tǒng)管理員：用戶管理、分組管理、角色管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)維護(hù)等。
性能指標(biāo)：
支持同時(shí)在線用戶數(shù)1萬人以上，經(jīng)測試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，不限終端用戶數(shù)，完全能滿足日常教學(xué)使用。
服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境
操作系統(tǒng)：Windows Server ，Linux/Unix Server
Web服務(wù)器：Tomcat6.0，JDK6.0
數(shù)據(jù)庫：MySQL
客戶端運(yùn)行環(huán)境
操作系統(tǒng)： All Windows系列
相關(guān)信息：
研制單位：北京潤尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
通訊地址：北京市海淀區(qū)北三環(huán)中路44號院文教產(chǎn)業(yè)園1號樓 郵政編碼：100876
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