機(jī)械基礎(chǔ)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)針對(duì)機(jī)-電-液三個(gè)專業(yè)方向，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也設(shè)置了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、機(jī)械電子與儀器虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和液壓系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等三個(gè)模塊。
（1）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K
本模塊基于ADAMS、Solidworks/Motion等仿真分析軟件，并結(jié)合學(xué)生所學(xué)的《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》等課程，解決機(jī)構(gòu)類型設(shè)計(jì)、尺寸設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力學(xué)仿真等工程技術(shù)問題，通過虛擬設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)，深入了解機(jī)械工程人才必須掌握的一些基本知識(shí)和技能，對(duì)虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有一個(gè)較全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些具體問題能提出解決的方法和途徑。其中，該模塊的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)建模與仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)三種類型的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力學(xué)仿真，讓學(xué)生掌握ADAMS、SolidWorks/Motion的鉸鏈四桿建模方法，實(shí)現(xiàn)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力學(xué)分析，掌握四桿機(jī)構(gòu)的分類與特點(diǎn)，了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性；汽車減速器設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)汽車減速器設(shè)的建模與模擬，使學(xué)生汽車減速器設(shè)建模方法，掌握汽車減速器設(shè)工作原理，了解汽車減速器對(duì)汽車性能的影響；挖掘機(jī)工作裝置動(dòng)力學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)ADAMS、MATLAB/SIMULINK的ESP系統(tǒng)的數(shù)值建模，使學(xué)生掌握挖掘機(jī)機(jī)構(gòu)的工作原理，了解末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)挖機(jī)性能的影響。
圖1 ADAMS仿真分析流程 圖2 汽車前懸架系統(tǒng)ADAMS仿真
圖3 挖掘機(jī)工作裝置Solidworks仿真建模
（2）機(jī)械電子與儀器虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K
考慮到機(jī)械電子儀器臺(tái)套數(shù)有限，難以保證每人都有機(jī)會(huì)實(shí)際操作， 教師可利用虛擬儀器與測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)， 待學(xué)生熟悉設(shè)備操作方法后再進(jìn)行實(shí)際操作，有效降低了因誤操作而帶來(lái)的儀器設(shè)備損耗風(fēng)險(xiǎn)。
l 虛擬儀器與測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)
本中心擁有基于NI PCI數(shù)據(jù)采集卡、通用型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以及LabVIEW開發(fā)軟件平臺(tái)組成的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，結(jié)合學(xué)生所學(xué)的《虛擬儀器技術(shù)》、《算法與c程序設(shè)計(jì)》等專業(yè)課程，使學(xué)生了解虛擬儀器的構(gòu)成，掌握LabVIEW基本程序設(shè)計(jì)以及虛擬儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與程序開發(fā)，從而提高學(xué)生的編程能力和工程實(shí)踐能力
l 單片機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
本中心擁有基于Proteus電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件與Keil軟件組合構(gòu)成單片機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，結(jié)合學(xué)生所學(xué)的《測(cè)控電路設(shè)計(jì)》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《機(jī)械電子學(xué)》等課程，使生深入了解單片機(jī)硬件組成、硬件電路的設(shè)計(jì)及相關(guān)的軟件編程，提高學(xué)生的單片機(jī)調(diào)試能力與軟件開發(fā)能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力。
l 控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)
本中心擁有基于美國(guó)The MathWorks公司的MATLAB軟件以及SIMULINK仿真模塊構(gòu)成的控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并結(jié)合學(xué)生所學(xué)的《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)》專業(yè)課，開展控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而提供學(xué)生機(jī)械工程控制理論知識(shí)的運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力。
（3）液壓系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K
為了讓學(xué)生對(duì)液壓元件、液壓回路工作原理、電液控制技術(shù)有更全面的掌握，并能把所學(xué)知識(shí)能應(yīng)用到工程車輛液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，中心按照虛擬結(jié)合的原則設(shè)置了液壓系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K。目前，該模塊已完成了液壓與液力傳動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)和工程車輛電液控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)的建設(shè)。
l 液壓與液力傳動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)充分利用長(zhǎng)沙理工大學(xué)建有的國(guó)內(nèi)先進(jìn)“液壓與液力傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)室”，并結(jié)合學(xué)生所學(xué)的《液壓與液力傳動(dòng)》等課程，在實(shí)驗(yàn)室擁有AMESim、MATLAB/SIMULINK等大型液壓系統(tǒng)仿真軟件的基礎(chǔ)上，開展液壓與液力傳動(dòng)仿真教學(xué)。通過液壓系統(tǒng)仿真、工作動(dòng)畫及工作曲線，讓學(xué)生深入理解各類液壓元件及經(jīng)典液壓回路的工作原理。本實(shí)驗(yàn)的開展，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力。
圖4 汽車柱塞泵虛擬仿真 圖5 汽車柱塞泵虛擬動(dòng)畫
l 工程車輛電液控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)基于AMESim、MATLAB/SIMULINK等仿真軟件平臺(tái)，并結(jié)合學(xué)生所學(xué)的《工程機(jī)械電液控制技術(shù)》、《工程機(jī)械液壓系統(tǒng)分析》等課程，實(shí)現(xiàn)工程車輛電液控制系統(tǒng)的，具體包括工程車輛電液比例技術(shù)、基于總線的電液控制技術(shù)等電液控制系統(tǒng)的仿真演示，通過形象的動(dòng)畫、視頻、人機(jī)交互，讓學(xué)生深入了解電液控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理。
圖6 挖掘機(jī)電液控制系統(tǒng)虛擬仿真 圖7 電控挖掘機(jī)仿真及動(dòng)畫
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