机械工程虚拟仿真实验教学中心下属于机械工程学院,起源于1993年CAD实验中心,2010年合并组建了机械工程虚拟仿真实验教学中心,它不仅为过程装备及控制工程、机械设计制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程、材料成型及控制工程、测试技术与仪器、工业设计等七个专业提供虚拟仿真基础和专业实验教学,也为四川理工学院工程类专业的学生进行机电创新实践提供培训和指导。
机械工程虚拟仿真实验教学中心现有教师30人,其中专职教师28人,高级职称教师占64.3%,具有工程实践经验教师23人。拥有实验室800余平方米(包括三个计算机机房、1个虚拟仪器实验室、1个三维造型工作室、2个学生创新实践工作室、1个3D打印室和超算中心),实验设备300余台/套,总价值超过1000万元。现已开设21门实验课程,参与学习和培训的学生涉及15个工科专业,每年为2800余名学生开设相关实验,实验总学时为83296人时。
机械工程虚拟仿真实验教学中心按照“认知、应用、综合运用和科技创新”四个层次,将虚拟仿真实验项目分为原理认知仿真、三维建模仿真、CAE仿真分析、加工制造仿真、机电控制仿真、综合应用仿真和学生创新实践等七大类。
1)原理认知仿真包括三维机械手运动仿真、制动器的机构仿真、曲柄活塞机构的运动仿真、曲柄摇杆机构运动仿真、凸轮机构仿真等实验项目。学生在学习了机械原理和机构设计的基础上,通过ADAMS、Pro/E和Matlab等软件对机构进行参数设计和运动学,直观地观测机构的运动及得到各构件的速度、加速度、位移等。可加深学生对机构原理的认识,提高其学习的兴趣。
2)三维建模仿真包括零件三维虚拟建模、装配和运动仿真。零件三维虚拟建模可处理各种零件、机构、加工过程的数字信息与图形信息,辅助完成产品设计和制造中的各个环节,为动力学仿真和有限元仿真提供数字资源。应用CAD软件,完成指定零件的三维造型设计,完成从零件三维模型到工程图的绘制,进行部件装配。运动仿真可以进行干涉检查、虚拟运行工况和布局优化。
3)CAE仿真分析包括ANSYS结构静、动态特性分析,流场分析,Matlab系统动态特性分析和AMEsim液压系统性能仿真分析。这些实验项目将机械工程CAE软件与所需解决的工程问题有机结合,增强了学生对工程问题CAE分析的直观认识,为他们在今后学习工作中利用CAE分析手段解决工程问题奠定基础。
4)加工制造仿真包括MasterCAM、Pro/E数控加工和快速成型仿真、逆向设计制造。通过设计机械零件三维实体模型,进行数控加工和快速成型加工仿真模拟,再进行实验验证,完成零件从设计到制造的整个过程,使学生得到一个综合性的专业实践训练。
5)机电控制仿真包括虚拟仪器、生产制备过程管理和控制进行模拟、组态仿真、MatLab机电系统仿真。这些实样项目通过虚拟系统与机械工程和自动控制相融合进行机电控制系统组态和仿真,训练学生进行生产制备过程管理和控制过程模拟仿真方面的基础能力。
6)综合应用仿真包括交通运输工具优化设计与仿真分析、汽车发动机拆装及电控系统仿真、板材塑性成形仿真分析等实验项目。主要训练学生运用已有的知识基础,开展典型产品仿真优化设计软件开发、建模仿真分析和控制系统仿真等综合应用项目。
7)学生创新实践主要为机械类学生的毕业设计、课程设计、大学生创新创业项目开发、挑战杯、学科竞赛等实践教学任务服务,鼓励和引导学生进行科技创新性学习。