液压与气动虚拟仿真实验教学系统包括机液压元件虚拟认知系统(元件层)、液压与气压虚拟实验(回路层)、液压虚拟仿真实验系统(性能测试层)3个子系统。
1.1 液压元件虚拟认知系统
本资源库集成了三十二种液压元件:齿轮泵、叶片泵、轴向柱塞泵、直动式溢流阀、先导式溢流阀、直动式减压阀、先导式减压阀、调速阀、单向减压阀、定压减压阀、电液换向阀、两位三通电磁换向阀、两位四通电磁换向、三位四通电磁换向阀、手动换向阀、液控三位四通阀、顺序阀、先导式顺序阀、卸荷阀、节流阀、液控单向阀、RVP单向阀、回转液压马达、单杆活塞油缸、拉杆液压缸、双出杆活塞油缸、气囊式蓄能器、行程开关、滤油器、压力表、液力变矩器、千斤顶。资源库可供高等院校机械(机电)类专业开设液压的虚拟仿真实验。学生可通过资源库加深学生对液压元器件的认知,了解其组成结构、工作原理。
液压元件虚拟认知系统模块如下图所示。
1.2 液压与气压回路虚拟仿真系统
液压与气压回路虚拟仿真系统主要由液压与气压基础知识、液压元件、液压基本回路、气压回路四个模块组成。软件通过三维技术,对液压元件、液压基本回路和气压回路的结构、工作原理进行演示,达到能直观地学习和了解实验内容,实现实验过程的可视化、人性化的目标。
1、液压元件模块
液压元件模块建立液压元器件的几何模型和数学模型。主要包括以下功能:
(1)为用户提供在虚拟环境中对减速器零件进行拾取、隐藏、显示操作;
(2)3D交互展示液压元件结构,查看其爆炸图;用户通过多角度观察,了解液压元件的工作原理;
(3)构造虚拟拆装环境,使用户能按照正确的流程逐步的完成拆装过程。
液压缸元件展示
齿轮泵内部展示
2、液压与气动回路实验模块
回路实验模块采用虚拟的实验场景,能进行液压回路演示实验,包含实验目的、实验原理、实验过程等完整的实验流程。
该模块功能主要包括:
(1)构件虚拟的实验台,三维交互地展示回路,并具备缩放、平移、旋转交互操作功能;
(2)能够对回路的控制进行交互操作,能够动态显示回路的工作过程;
(3)动态演示典型液压、气动回路原理;
(4)能控制管道透明度,显示液压系统管道内部油路;
(5)能根据原理图搭建液压回路。
(6)提供浮动的仪表和数据显示窗口,可方便的观测实验过程中的各种数据;
1.3 智能型液压虚拟仿真实验系统
智能型液压虚拟仿真实验系统是一款设计科学、界面优美、功能完善、可操作性强的液压累虚拟仿真实验系统。其主要功能是能够让学生通过搭建液压回路,完成液压相关实验。
智能型液压虚拟仿真实验系统能完成的实验项目如下:
1. 薄壁小孔液阻特性实验
2. 出口节流调速回路性能实验
3. 环形缝隙液阻特性实验
4. 减压阀动态性能实验
5. 减压阀静态性能实验
6. 进口节流调速回路性能实验
7. 旁路节流调速回路性能实验
8. 细长孔液阻特性实验
9. 液压泵性能测试实验
10. 液压缸性能实验
11. 液压马达性能测试实验
12. 溢流阀动态性能实验
13. 溢流阀静态性能实验
智能型液压虚拟仿真实验系统中每一个实验都要求学生自己搭建虚拟试验台,在虚拟试验台上完成相关实验。