自动炮动态测试虚拟仿真实验

自动炮动态测试虚拟仿真实验

实验要求

(1)专业与年级要求

主要面向武器系统与工程专业火炮方向本科三年级、四年级学生开放;同时可供武器系统与工程专业其它方向、机械工程等专业本科高年级学生选择。

(2)基本知识和能力要求

已完成火炮专业“内弹道学”、“火炮构造”、“工程测试技术”等专业课学习,掌握火炮专业基本知识、测试原理,具备一定的动手实践能力。

(3)自动炮认知实验要求学生按操作步骤完成自动炮分解与结合操作,要求自动炮组装后不能有零部件遗漏,恢复射击状态;

(4)独立实验要求学生根据被测参数特点,完成传感器选型、连接、参数设置、调试等实验操作,独立实验不设固定考核要求;

(5)考核实验要求学生综合运用自动炮原理、动态测试知识,自主设计实验系统,完成实验任务,根据实验数据和结果分析,撰写实验报告(重点阐述对知识点的掌握和理解),与教师交互实验心得体会,由教师给出实验点评。


教学成果

实验背景

自动炮实弹射击具有高危险、高消耗、高瞬态等特点,目前学校实验室尚不具备真正意义上的自动炮动态测试实验条件,主要体现在:①自动炮射击威力巨大,非常危险,只好用电机拖动自动炮机构运动,模拟机构动作和连发射击过程;②自动炮射速都在1000发/分以上,一次点射至少20发,弹药消耗巨大,且传感器损耗严重,射击实验代价大;③实弹射击时,机构被炮箱遮挡、运动时间毫秒级,机构动作难以观察,且射击发数有限,学生只能分组共用实验数据。以上因素严重制约了我校火炮专业学生创新实践能力培养,因此,建设“自动炮动态测试虚拟仿真实验系统”代替传统自动炮实弹射击实验,具有现实紧迫性,对推进我校武器系统与工程专业“双万计划”建设意义重大。


设计原则

实验过程分为实验前期准备、实验过程执行、实验点评等环节。

① 实验前期准备

学生可通过登录网站,预约实验,可选择“自学模式”和“考核模式”两种模式。选择“自学模式”后,则由学生自助登录网站,根据提示完成知识预习,并与相关老师进行答疑交互;选择“考核模式”后,将由相关老师分配考核实验任务,说明考核要求和评分标准、任务解答等工作; 

② 实验过程执行

选择“自学模式”后,由学生自助登录网站,根据基本任务的操作步骤和要求,自主完成自动炮动态测试相关实验,如膛压测试、构件运动位移/速度测试、温度测试、加速度测试、应变测试、冲击波测试等,并进行结果分析;选择“考核模式”,要求学生综合运用自动炮工作原理、结构组成、动态测试、数据分析等知识,解决实际工程问题。学生根据任务要求,分析问题解决思路,自主设计实验方案,制定实验步骤,搭建实验测试系统,获取测试结果,在综合分析基础上提交实验报告。 

③ 实验点评

指导教师依据实验结果给出每个实验的点评和评分结果,并与学生进行交互探讨。


实验目标

本项目实验目的在于以AM23自动炮为研究对象,学生根据火炮射击的特殊环境,开展自动炮分解结合、传感器选择、测试系统构建、数据处理分析、射击故障排除等虚拟仿真实验:

①了解自动炮工作原理、结构组成及构造特点;

②掌握自动炮主要动态参数测试原理和方法、熟悉测试系统组成和操作,掌握实验数据处理和分析方法;

③结合自动炮射击故障排除任务实验,具备自主设计实验测试系统和解决实际问题的能力。


成绩评定

本实验采用任务驱动式教学方法,学生开展实验的过程,就是完成任务的过程,学生完成任务的质量是实验成绩评定的主要依据。学生先完成自学模式学习,然后进入 “考核模式”,学生综合运用自动炮工作原理、结构组成、动态测试、数据分析等知识,解决实际工程问题。学生根据任务要求,分析问题解决思路,自主设计实验方案,制定实验步骤,搭建实验测试系统,获取测试结果,在综合分析基础上提交实验报告。成绩比例为:自学模式根据完成率评分,占40%;考核模式根据实验报告评分,占60%。