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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
伊鹏 张一驰 李勇 张式鹏 梁西露 路兴涛
为提高水下基盘SCM吊装的效率，解决实际设备吊装过程人力监测难、成本高等问题，本文以水下基盘为实例，SCM为实物，设计了一种数字孪生实验系统。在渲染软件中对在建模软件中建立的三维模型进行渲染，在开发软件中构建虚拟环境并编写程序。吊装过程的实际数据通过传感器测量并通过串口传回系统，实验系统实时处理传回数据并实时操控系统中虚拟模型的相对位置，以实现搭建吊装SCM时同态映射的数字孪生实验系统的目的，并通过实验验证了其有效性。
关键词：
水下基盘 SCM 吊装工艺 数字孪生
[期刊] 林业科学
[作者]
周新年 巫志龙 官印生 张正雄 郑丽凤 陈裕云 冯建祥
根据架空索道设计的特点及要求,本着技术先进、经济合理和安全适用的原则,创造性采用可移动式承载索,对泉三高速公路下岸特大桥吊装索道进行设计,包括索道选线、索道总体布置、承载索与工作索设计、锚桩的验算。在特定的地形地质条件下,进行有效合理的索道布局,以及主要技术参数的选择,并进行校核。索道在特大桥施工中安全适用,能满足吊装作业和高强度工作量要求。
关键词：
吊装索道 工程设计 技术参数 桥梁工程
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
董靖川 谭志兰 武晓鑫 刘晋东
该文建立了Diamond并联机器人多学科数字孪生模型，并在此基础上设计了一种数字孪生实验系统。该系统由并联机器人本体、实时数字孪生控制器、实验系统上位机构成。数字孪生控制器基于NI myRIO构建，运行并联机器人机械本体数字孪生模型和控制器数字孪生模型，并通过运动控制接口板与机器人伺服电机驱动器连接。上位机通过LabVIEW开发，并通过与数字孪生控制器的通信实现数据采集并显示实时状态。数字孪生实验系统可工作于仿真运行或实物运行模式，通过虚实结合方式使实验不受设备、场地、时间的限制，增强了安全性，有助于提高学生的探索兴趣和工程实践能力。
关键词：
数字孪生 运动控制 并联机器人
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
马永存 彭叔森 卲志松 蒋利民
将科研项目中具有教学可行性的内容仿生"砖-泥"层状结构理念引入到电泳涂装工艺综合性实验中,重新规划了该实验教学项目的内容。通过讲解仿生"砖-泥"层状结构特性,分析该结构在防腐蚀涂层中的应用前景,设计了利用电泳涂装工艺获取仿生"砖-泥"层状结构涂层的实验方案及其表征方法,让学生掌握"砖-泥"层状结构作用机制以及电泳涂装的原理,学习了电化学工作站、扫描电镜、XPS等仪器原理和操作方法。新的实验内容丰富,综合性强,涉及电化学、表面科学、材料科学、仿生科学等知识。在提高动手实践以及分析实验数据的综合能力的同时激发学生的创新思维。
[期刊] 林业科学
[作者]
周新年 张正雄 郑丽凤 罗仙仙 王勇
利用索道设备 ,创新改造成三线承载索增力式的吊装索道 ,运用悬链线理论进行索道设计 ,为水利部门完成吊装 7.2t重肋条拱渡槽的任务。为林业索道的应用和发展 ,闯出了一条新途径。该类吊装索道适用于山区水电、水利和交通、建筑等部门工程建设中较大预制构件或较重设备的吊装工程
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孟庆森 张宏伟 王新环
为有效提高机器人自动化产线设计、调试的效率，解决实际设备调试风险高、试错成本高等问题，以三自由度机械手包装生产线为例，设计一种基于SIMIT、PLCSIM Advanced和MCD(mechatronics concept designer)的并联机器人数字孪生虚拟调试系统，采用MCD设计并建立机器人包装数字化工作站，利用TIAPortal进行硬件配置、工艺对象组态和PLC控制程序设计，通过SIMIT仿真电气部件行为模型和数据通信，实现了包装工作站的工序流程仿真、优化。结果表明：该系统能够有效验证并联机器人运动控制，完成生产线的协同调试。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
谢小正 张旭 孙子宽 宋玉奇 黄华
为解决数控机床伺服系统参数设计相关实验，在真实机床上难开展、高耗材、安全风险大等问题，提出了一种“基于MCD+PLCSIMAdvanced+TIA架构的伺服系统参数设计数字孪生实验平台”设计方案。该方案将机床模型实体与数字孪生实验平台有机地结合起来，以“单轴伺服系统参数优化设计实验”为例，对数字孪生实验平台伺服系统的相关参数进行了调试与优化，并在机床模型实体上对其所得参数的准确性进行了验证，同时也证实了该数字孪生实验平台设计方案的可靠性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨庆 卢阿丽 庄严 张建德
基于虚拟现实的吊装仿真及监控一体化系统以动力学仿真、虚拟现实、半实物仿真和在线监控技术为基础,形成面向重大件吊装过程工艺规划、操作训练、现场监控的一体化系统。介绍了系统的设计结构和功能。该系统可以与各类重型起重设备结合,实现重大件吊装之前的3D过程仿真和工艺规划、虚实结合的吊装操作训练、吊装现场的安全监控和操作指示,使重大件吊装过程更智能、安全和高效。
关键词：
重大件吊装 虚拟现实 仿真实验
[期刊] 林业科学
[作者]
周新年 官印生 张正雄 巫志龙 郑丽凤 李纲 苏鑫加 冯建祥
根据景区架空索道设计的特点及要求,本着技术先进、经济合理、安全适用的原则,对武当山南岩宫玄帝殿吊装索道进行设计,包括索道总体布置、承载索与工作索设计、支架与锚碇的验算,并进行生产率的计算。在特定的地形、地质条件和特殊的使用要求下,进行有效合理的索道布局以及主要技术参数的选择,并进行校核,索道能满足吊装作业生产率和高强度工作量的要求。
关键词：
吊装索道 工程设计 技术参数 景区
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
郭威 张震 余圣 赵觅 吕书林 吴树森
针对材料成形实验教学中内生增强复合材料的制备工艺设计困难问题，该文以具备较好非晶形成能力的Mg_(65)Cu_(7.5)Ni_(7.5)Zn_5Ag_5Y_(10 )(at.%)为基体，基于选择性相溶解法在非晶基体中成功引入原位自生B2-Ni Ti相。利用电弧熔炼制备Ni-Ti-Cu-Y预合金，通过成分设计使其析出B2-Ni Ti相，再将上述预合金浸入剩余元素（Mg,Zn,Ag）组成的熔体中。预合金中除B2-Ni Ti相以外的其他组成相会选择性溶解进入熔体中，组成Mg-Cu-Ni-Zn-Ag-Y熔体，B2-Ni Ti相分布其中。通过预先成分配比设计，使熔体成分与目标成分接近，具备较好的非晶形成能力。通过快速冷却制备得到原位自生B2-Ni Ti相增强镁基非晶复合材料。B2-Ni Ti形状记忆相在应力加载时会发生马氏体相变吸收能量，并阻碍主剪切带快速扩展，提高复合材料室温强韧性。复合材料断裂强度超过1 GPa，断裂应变为5.6%，屈服强度为730 MPa，塑性应变为4.6%，综合力学性能优于所选用的非晶基体合金。该工艺可适用于多种内生增强复合材料制备，为材料设计及组织性能表征实验教学提供了很好的范例。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李伟 齐昌超 崔铭芳 王勇胜
基于交流电磁场检测(ACFM)技术,以缺陷实时在线判定为核心,构建了一套集高灵敏度水下ACFM检测探头、水下密封舱体及上位机为一体的水下结构物缺陷检测实验系统。检测探头选用高精度TMR传感器,舱体采用PC104嵌入式主板作为核心部件,借助LabVIEW软件开发了基于网线的在线传输和缺陷自动判定软件。通过水下结构物缺陷检测实验,实现了实验室条件下的缺陷高精度检测和实时自动判定。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
傅筱 那丽春 韩俊毅 曹阔 窦方彤
针对风机运行环境复杂、缺乏现场实验数据等问题，提出数字孪生驱动的高炉风机导叶开度智能控制实验平台。以数字化方式创建高炉风机的虚拟模型，通过虚实交互，阐述了物理风机控制原理与虚拟风机智能调控相结合的教学内容。经由“机理—数据—知识”的实验过程，能够使学生准确、直观地理解风机在真实变工况条件下的行为特征，并掌握构建基于机器学习的智能调控模型的基本方法，提升实践操作和工程创新能力。该实验平台可广泛应用于智能制造相关课程的实验教学。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
惠记庄 周涛 丁凯 张雅倩 王帅 王锦豪
为丰富智能制造专业课程的实验教学内容,依据数字孪生思想,提出了一种多维模型融合的数字孪生系统模型集成方法,用于智能制造相关知识的实验教学,并以机器人上下料工作站为案例,搭建了基于数字孪生的智能制造单元实验系统。在数字孪生系统框架的基础上,对智能制造单元进行多维模型融合分析,对智能制造单元数字孪生体进行建模与分析,可以准确监控智能制造单元的实时状态,验证了基于数字孪生的智能制造单元实验系统的可行性和有效性。同时也为智能制造单元认知实验、生产过程管控实验等提供基础。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王庞伟 王佳君 何昕泽 张名芳 李振华
该文首先通过分析交通类专业创新人才需求，建立了产教融合“双闭环”创新人才培养体系；然后，在人才培养体系基础上，整合路侧感知计算系统、驾驶模拟器等实验设备，并结合数字孪生方法，设计了适用于交通类专业的数字孪生实验系统；最后，从学生专业认知程度、课程满意度、竞赛获奖等多个角度对实验系统进行了评价。
关键词：
交通类专业 创新人才 数字孪生 实验系统
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
简正豪 陈卓贤 刘云鸿 刘继忠
基于智能制造过程中数字孪生技术的应用及新工科人才培养数字孪生实践锻炼需求，探索了沉浸式液压回路虚拟实验数字孪生技术在工程教育中的应用。开发了基于数字学生的液压回路数字孪生系统，通过创建物理实体的精确虚拟孪生模型，并实时同步数据，为学习者提供了一个安全、可控且高度互动的学习环境。系统架构整合了物理实体、数据连接映射与孪生模型，实现了节流调速回路的实时数据采集、存储与三维可视化。通过该实验系统进行实验教学，不仅提升了教学效率，还增强了学生对新工科数字孪生技术的理解，并为学习者提供了全新的学习视角和工具。在提高对液压回路原理理解的同时，锻炼了学生解决实际工程问题的能力，为工程教育的创新与进步提供了新的思路和方法。
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