基于数字化力学结构平台的设计性实验探索

发布时间：2025-03-30 04:32

　　 数字化物理实验因数据采集快速精确、数据处理科学方便,极易作为设计性实验面向学生开放.力学结构平台通过学生自主搭建模型的过程完成实验设计,并利用对实验数据采集分析验证设计环节的合理性等各类问题.该文将从基础性结构设计、大型共振桥设计、综合工程结构设计、生物学交叉设计等实验子模块循序渐进地介绍该设计性实验上的一些教学方法和手段的有益尝试;并通过近几年的实践教学给出物理实验教学中设计性实验的探索方法及设计经验.

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

图１可搭建力学结构范例示意图

块．分别从基础型、综合型及实用交叉型的实验层次出发，已基本完善了该平台的设计性实验完整体系，而且通过教学实践得到了良好反馈．１力学结构实验平台介绍力学结构系列实验包括物理学中静力学、动力学、力与振动以及刚体、结构及分析力学内容，涉及物理内容广泛，综合性高．该实验基于ＰＡＳ－ＣＯ数....

图２极简桥梁力学结构模型

流程，领会设计性实验的总体思路．图２为简单桥梁结构模型图，该模型仅使用数十个刚性杆和连接件连接，负重砝码只需悬挂于连接杆上．测量点使用短杆与应力传感器负载单元相连接且可随时变换测力点，并利用传感器工作站实时监控应力变化．例如：当该桥的完全竖直杆经负载调节挤压应力为１Ｎ左右时，静力....

图３大型吊桥力学结构模型

往往能够培养学生的基本实验设计能力，也能够充分展示理论课程掌握的扎实程度．通过这样的训练，可以先抛开复杂的理论物理过程，让学生深入理解设计性实验的设计思路，并进行可行性分析，同时提出高质量的实验问题．３综合设计性力学结构实验综合设计性模块一般是较为复杂的力学结构，例如特大吊桥、特....

图４大型吊桥共振状态及振动频谱

析解决问题的能力也要求较高．如图３所示，吊桥由刚性杆与柔性杆及不可拉伸尼龙线共同组建．两端桥墩需用砝码加重使其牢固，桥拱与桥基之间用尼龙线紧绷，桥基可架设轨道供小车运动，负重砝码可挂于桥基各处．该结构力学行为复杂，配合振动发生器及相关传感器可以设计的内容极为丰富．图３大型吊桥力学....

本文编号：4038195