柔性材料力学实验平台探索与实践

论文摘要

材料力学是工科院校从基础理论过渡到工程专业技术的基础课,它既是一门传统的力学基础学科,又是密切结合工程实际的现代工程学科。材料力学实验课是一门与工程实际结合非常紧密的课程,它对培养学生的动手能力、创新能力都有重要的作用,是工科类学生必须掌握的一门实验课程。近年来,材料力学实验教学改革不断向开放性、自主性、创新性的方向发展,但由于其自身的特殊性,使得实际教学中仍然存在两个主要问题:一是为了设备和学生的安全,多数学校开放性、自主性、创新性实验还局限在小范围内,在面上开展的非常少;另一个则是为了节约经费,针对具体实验项目设计制造专用小型实验装置完成实验,但是这类装置通常只能完成验证性实验。这两个问题造成的后果就是学生不能亲自动手进行实验,对实验缺乏兴趣,实验教学的效果大大降低。因此,组建一个既能让学生亲自动手进行实验,又能有效地监控设备运行的“柔性”材料力学实验平台就显得非常重要。柔性材料力学实验平台的“柔”体现在实验教学内容的开放,实验教学时间的开放,实验设备的开放,实验设备管理的开放四个方面。在这个平台下,学生既能自主完成常规的材料力学实验教学内容,也能自主完成个人创新性设计实验,在整个实验过程中,教师起着指导作用而不去干涉学生如何完成实验,这样对于提高材料力学实验的开放性、自主性和创新性都有很大的作用。论文以搭建柔性的材料力学实验平台为目标,解决了下面三个问题。第一完成了材料试验机的控制软件进行改造,利用厂家提供的底层开发文档,结合网络通讯技术,开发出一套既能让学生易学易用的控制系统,又能进行数据传递的试验机控制软件;第二,搭建了一个网络监控平台,让教师在学生实验时实时监控试验机的运行状态,将教师对实验的指导由前台向后台转移,充分发挥了学生的主观能动性,同时也减轻了教师的工作量;第三,组建了一个网络辅助平台,向学生讲授材料力学各个实验的基本原理、实验过程以及设备使用知识,向学生提供一个实验预约平台,该平台既让学生自主选择教学计划内的实验,也可以让学生申请自己设计的创新性实验,从而进一步提高实验的开放性、自主性和创新性,提高力学实验教学的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的内容
• 2 学生实验平台的开发
• 2.1 引言
• 2.2 学生实验平台
• 2.2.1 学生身份信息验证的原理
• 2.2.2 学生客户端身份识别设计
• 2.3 试验机控制程序二次开发
• 2.3.1 二次开发的原因
• 2.3.2 新控制程序模块的组成
• 2.3.3 试验机控制模块
• 2.3.4 图形显示模块
• 2.3.5 网络数据传输模块
• 2.3.6 实验分类识别模块
• 2.4 本章小结
• 3 网络监控平台的开发
• 3.1 引言
• 3.2 网络监控的基本原理
• 3.2.1 视频监控和物理监控
• 3.2.2 数据通信的基本原理
• 3.2.3 WinSock 网络编程
• 3.3 网络监控平台设计思路
• 3.3.1 中心需要监控的原因
• 3.3.2 网络监控的设计思路
• 3.4 局域网监控平台
• 3.4.1 局域网监控平台设计难点
• 3.4.2 局域网监控设计思路
• 3.4.3 实验数据存储模块
• 3.4.4 实验数据读取
• 3.4.5 局域网远程停机
• 3.4.6 局域网同远程客户的通讯连接
• 3.5 广域网监控平台
• 3.5.1 平台设计思路
• 3.5.2 设计过程
• 3.5.3 退出系统后重置设计
• 3.5.4 远程监控实例
• 3.6 本章小结
• 4 网络平台的开发
• 4.1 引言
• 4.2 网站建设的基本原理
• 4.2.1 Internet 的起源及发展
• 4.2.2 Internet 在教育上的作用
• 4.3 力学实验教学中心网站建站思想和过程
• 4.3.1 建站思路
• 4.3.4 建站过程
• 4.4 网络预约
• 4.4.1 网络预约的来历及发展
• 4.4.2 实验预约的设计思想
• 4.5 本章小结
• 5 后台管理平台的开发
• 5.1 引言
• 5.2 数据库在平台中的作用
• 5.2.1 数据库的发展
• 5.2.2 数据库产品介绍
• 5.2.3 结构化查询语言
• 5.3 后台管理设计思路
• 5.3.1 数据库连接类ADOConn
• 5.3.2 学生信息管理类 user
• 5.3.3 添加实验类 expadd
• 5.3.4 管理实验类expcheck
• 5.3.5 预约管理类 expyuyue
• 5.4 本章小结
• 6 结论及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读硕士学位期间发表论文的目录