液压与气压传动是高校机械类专业的核心基础课程,以理论联系实际为特点,要求学生在学习课程中具备液压传动系统设计的能力。文章基于OBE理念改革机械专业液压与气压传动课程教学内容与理念,专业教师对各项数据进行分析后,全面掌握学生所掌握知识成果,再与各项教学成果数据相结合,革新优化教学资源。混合式教学模式下,重点强调开放式教学平台的构建,搭建综合性、系统化虚拟实践教学平台,使一体化混合教学优势得到充分发挥。

从教学需求出发,设计与开发了三维虚拟数码单反相机,通过3DS MAX进行建模,再使用VRML软件进行交互设计并实现网上发布,从而建立了逼真的交互式三维虚拟实验环境,可以让学生随时通过网络浏览三维场景,提高学习兴趣,改善教学效果。

为了提高学生的创新设计能力和实际动手能力，提高实验开设的效率，采用“理论准备-虚拟实验-实物实验”的方式开设机构运动方案创新设计实验。设计了一套基于Solidworks的虚拟装配实验系统，并采用Cosmosmotion插件进行机构运动仿真分析，完成设计方案的实物拼装后测定执行构件的运动参数来验证虚拟实验的仿真分析结果，提高了学生的实验技能以及计算机辅助设计能力。

介绍了以LabVIEW为软件平台,运用LabVIEW功能强大的工具包设计编写控制工程基础课程的实验程序。将＂软件即仪器＂思想应用到传统实验教学,建立灵活的虚拟实验室。系统实验操作简单,灵活多变。

针对电机实验成本高的问题,设计了基于Visual C＋＋软件平台的三相异步电动机参数测定虚拟实验系统.建立了异步电动机空载实验和堵转实验的数学模型,采用仿真技术实现虚拟的实验过程.结合软件编程,实现了数据处理、分析计算和曲线绘制等功能.该虚拟实验平台将虚拟实验思想应用到传统的电机实验中,为电机教学活动提供了有利的支持.通过建立灵活的虚拟实验系统,增加了学生的实践机会,增强了学生的实验兴趣,加深了学生对理论的理解,更重要的是鼓励了学生探索更深入的研究内容.

为了弥补传统液压传动实验教学中的不足,将虚拟技术应用于实验教学中,建立虚拟实验。以动力滑台液压系统实验为例,阐述了一条具有可行性建设虚拟实验的技术路线。采用Solid Works三维建模软件构建动力滑台液压系统虚拟实验所需的液压元件及辅助元件,基于C#语言的Unity3D作为动力滑台液压系统虚拟实验开发平台,建立节流阀节流调速系统虚拟实验和调速阀调速系统虚拟实验,实现了动力滑台快进、工进、停留、快退、停止等工作循环。

液压传动课程具有很强的实践性和应用性,但受实物台架投资大、数量少与时空限制等,仅少数学生能进行真正的实操,导致实验教学不充分、效果较差。针对该问题,文中探讨了融合真实与虚拟实验的液压传动实验教学设计与方法。通过虚拟仿真实验平台,学生反复练习液压仿真实验,并熟练掌握测试原理及实验步骤;再开展实物实验教学。实践证明:该教学方法提高了学生真实实验的操作效率,弥补了实践教学课时少和资金投入大的缺陷,提高了液压传动课程的实践教学质量。

汽车涂装自动输送线由于设计过程的复杂性、设备昂贵、工艺流程长等原因,导致无法采用成本高、执行难度大的现场试验进行验证。针对汽车涂装自动输送线的工艺特点,文章围绕汽车涂装自动输送线的设计和虚拟实验方法展开研究,通过Flexsim虚拟实验平台,对汽车涂装自动输送线初始设计方案的运行过程进行仿真,并根据仿真结果和虚拟实验数据,对初始设计方案的阻塞、结构布置和平衡等问题进行了分析和改进,改进后的汽车涂装自动输送线在运行的顺畅性、结构的合理性以及平衡效率等方面明显得到了提升。

基于VB.net语言开发了齿轮插刀加工内齿轮的范成仿真实验,实现了渐开线内齿轮范成仿真的参数化、可视化和网络化访问。通过改变齿数、齿顶高系数、压力角和变位系数模拟内齿轮范成加工过程和径向进刀顶切现象。齿轮范成仿真不需要安装任何插件就可以在计算机或手机上进行,能够自动评定学生的实验成绩。为配合仿真实验还设计制造了渐开线内齿轮范成仪,拓展了齿轮范成仪的种类,达到了与仿真实验虚实结合、优势互补的教学效果。教学实践表明,内齿轮范成仿真实验较好的达到模拟分析和拓展知识面的教学目的。

为提高实验开设的效率,高校采用“虚拟实验-实物实验”的方式开设机构运动方案创新设计实验.但虚拟实验结果指导实物实验的可靠性还有待验证.文中设计了一套基于Pro/E的虚拟装配实验系统,并采用Mechanism模块进行机构运动仿真分析,虚拟实验的仿真分析结果与实物拼装后测定执行构件的运动参数比较得出：由于存在摩擦和测定误差,虚拟实验与实物实验存在差别,虚拟仿真实验只能作为参考,不能取代实物实验,只有两者结合才能更好地开展机构运动创新设计实验.