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1、附件1:互联网+大学生创新创业大赛项目计划书验体验、动手操作有序结合，完善教学指导体系，有利于培养学生理 论联系实际、基本技能训练、创新设计能力。七、研究思路：1、功能设想。结合专业知识，查阅相关书籍、文献、实验案 例等资料，思考创新想法2、框架建造。分析优化多种软件分析思路构建钢的普通热处理 实时互动体验系统整体构架。3、框架分层。依据工艺流程，进行框架内容分层。4、单层细化。依据不同工艺流程，逐层分别填充各项参考数据、图片、动画等信息，将单层内容变饱满。5、层次联合。整合各层次内容加入各层次间联系，优化系统整体。6、信息保存。保存数据、图片等参数信息。7、模拟实验。进行钢件普通热处理工艺流
2、程测试，检查系统漏 洞，进一步优化，提升用户体验。八、项目构成系统具体主要八大方面内容如下：1. 构建知识水平测试系统仪器设备展不。将实验所需的箱式电阻炉、游标卡尺、淬火钳、洛氏硬度计等以 图片、动画等形式展现，点击相应仪器设备可实现对操作的进程控制, 还可拆解设备，观察内部结构，了解工作机理。2. 器材参数设置。(1) 待处理钢件材料参数。导入使用性能要求（力学、物理、化学性能要求），需满足服役条件（工作温度、周围介质种类、承受 载荷种类及大小、电性、磁性、密度等），尺寸效应、材料强度、硬 度、韧性、塑性合理配合，加工要求等多项参数选项。(2) 实验温度。依据热力学原理，设置退火、正火、淬火
3、、回火等流程的实验温度参数选择范围。(3) 保温时间。各个工艺流程保温时间参数导入，并将零件大小与保温时间范围相关联。3. 试件加入箱式电阻炉。动画模拟该操作步骤，将不同时段、不同加热温度下试件的内部 组织变化、表面状样变化参数导入，设置选项，并将其与上面几方面 内部关联，合理配合。4. 钢件保温。编入保温计算公式:廿akD设置保温时间系数a、工件装炉方 式修正系数k、工件有效厚度D选项。5. 设置退火、正火、淬火、回火工艺流程。在该层分别设置周围介质、温度、冷却速度、碳含量参数选项。6. 各工艺流程所得结构参数设置。(1) 退火：珠光体形态图片或动画展示不同温度参数硬度参数相应金相图片等信息
4、(2) 正火：索氏体形态图片或动画展示不同温度参数硬度参数相应金相图片等信息(3) 淬火：不同温度参数相关联奥氏体或托式体或马 氏体图片或动画展示 冷却速度与马氏体临界冷却速度Vk参数 比较对应关联状态图片或动画信息展示硬度参数相 应金相图片等信息回火：不同温度参数关联马氏体或托式体或索氏体形态图片或动画展示硬度参数相应金相图片等信息实验数据、图片等信息保存注：使用者可根据自身需求选择不同参数组合，灵活设置加工路 径，创造不同生产工艺路线。九、项目优势1、节能更环保。当代发展的大背景是，我们的目标不单单是“金 山银山”，更要“绿水青山”。然而长久以来，钢的普通热处理实验过 程存在着高能耗、重污
5、染、高温高压、高危险性等问题，且多受场地、 经费、资源等限制，因而采用传统的实验室进行钢的普通热处理加工 不占优势。该项目立足长远发展，大大缓解了资源、经费压力，对改 善重污染、高能耗、高危险性等问题有显著效果。2、运用互联网手段，达到新旧产业的科技融合。该项目采用仿 真模拟技术，将实际实验中钢的普通热处理退火、正火、淬火、回火 各项工艺流程通过数学应用、信息技术、系统技术、模拟仿真技术和 相关领域专业知识融合，通过参数设置、图片或动画展现等手段，转 变成不受时间地点资源等各方外界因素影响的高操作性操仿真模拟 系统。使得学生在移动端就可完成对专业知识的理解应用，做到了科 学研究、材料分析、金属
6、相图观察、生产工艺流程模拟、流程创新设 计、教学检验及测评等功能。顺应当下科技发展潮流，实现科教融合， 丰富了教学方式，完善了教学体制，增强了学生互动体验，有利于知 识转化、技能提升，促进工程实践能力发展。3、填补市场空白，具有极大市场竞争力。市面上已有的产品多 为针对某一个性能的测试，如jun模型、s模型等，并无适合于整体 热处理过程的操作模拟。对比当下同类产品市场，本项目填补了市场 空白，极具竞争力，采用的方法更简洁，操作更容易，推广价值更高！十、参考文献温馨提示格式要求:页边距：上下、左右各2. 5cm目录：自动生成目录到三级标题，宋体，5号，18磅行距；一级标题段 前断后0.5行，二级
7、标题、三级标题依次缩进2字符；目录页无页码， 从正文开始编页码正文：正文小四、宋体、1.5倍行间距，首行缩进2字符。一级标题加 粗，段前段后0.5行；二级、三级标题加粗。（格式完善之后本页内 容可删除）目录一、创业团队介幺 二、项目概括三、仿真技术的发展和应用领域1 .仿真技术的发展情况2 .虚拟仿真技术的应用领域3 .虚拟仿真实验室的发展四、仿真技术发展现状及未来发展1.内发展现状2.外发展现状3.未来发展五、研究目的 六、研究意义 七、研究思路 八、项目构成 九、项目优势 十、参考文献、创业团队介名二、项目概括本项目首先对虚拟仿真技术的国内外发展现状和展望以及这一 技术目前存在的问题进行了
8、说明，然后采用flash软件，根据给定的要 求和条件画出实验器材模型，导入其数据参数，设置退火、正火、淬 火、回火工艺流程。设计步骤完成后，利用虚拟仿真技术将钢的热处 理的操作步骤以动画的形式展示出来，最终将实验数据、图片以及形 成的动画等信息保存下来，用Adobe Captivate对已完成的动画进行 编辑，增加其交互性。三、仿真技术的发展和应用领域1 .仿真技术的发展情况仿真技术最早出现在20世纪40年代,仿真进行技术定义最早是 在1962年由G W Morgenthater给出的，而计算机科学家杰伦拉尼 尔被认为是该领域的创始人之一，他在1987年最早使用虚拟仿真这 一术语川。仿真技术就
9、是一种利用虚拟系统模拟现实的技术。现在随 着科技的不断发展，以及人们要求的不断提高，虚拟仿真技术也从 20世纪末到现在得到了不断的完善和发展。而它的发展在于一方面 网络资源的共享难以实现，另一方面是该领域的深层次应用。现在 虚拟仿真技术的应用范围也特别广如工业、教育、医疗、航空等方面。2 .仿真技术的发展领域在建筑领域，利用计算机的模拟仿真可以起到加强安全防护、减 少支出的作用。如在修盖一些房屋或者桥梁之前，可以通过计算机对 其模型的模拟来对它进行一些测验，这样就可以避免一些在完工后出 现的问题，从而可以达到既解决了问题又减少了支出的作用。在制造领域的应用目前已经非常常见了，在现实中我们不难看
10、到 在一些企业中对这一技术的应用，因为这一技术应用起来确实很便利。 他们利用这一技术可以除了可以对产品的模型进行模拟，还能对它的 制造过程甚至是制造时的环境、车间进行模拟，这样仅仅在计算机上 的一些操作就可以完成这些，可以起到提前了解产品、提前解决问题 的作用，还可以通过所产生的问题提前制作解决方案，提高质量。在电子技术领域的应用可以提高效率和质量也能大大降低成本。 如在一些该领域的实验中，我们可以通过这一技术来引入一些虚拟仿 真图形，引入这些图形有利于我们有效的检验误差。另外这一技术在 该领域的设计电力电子技术图表中也有非常重要的应用3。我们还 可以用这一技术对一些电子产品的设计进行模拟，通
11、过采用先模拟后 实践的形式对其自身是非常有利的。这一技术在军事领域用处也有很多。如通过计算机的仿真模拟可 以真实模拟出战场环境，从而可以相应的模拟绘制出军事地图。当然， 一些军事训练也可以通过这一技术模拟出来，通过模拟的训练可以制 定出一些方案从而解决一些问题4。另外利用这一技术还能用于制 作和研发一些新型武器装备，也可以用于核能领域的一些模拟。在教育领域不管是国家还是各个学校都非常重视这一技术，尤其 是在近几年，这一技术的应用以仿真教学的形式出现在各种各样的学 科当中。它的频繁出现可以有效的解决实验室的容量短缺和操作器材 以及实验材料短缺的问题，因此发展仿真实验室成为了一种非常有效 的手段5
12、。仿真实验室的建立和发展既能大大降低实验教学当中的 经费投入，又能避免一些高危实验中的危险发生，还能大大降低一些 实验的复杂性，从而起到增加学生动手实验兴趣的作用6。因此这 一技术在教育领域得到了很大的重视。在医学领域当中这一技术也得到了一些应用。如在解剖方面，在 现实当中我们常常会因为解剖资源不足或者器材问题不能顺利的对 其进行分析，但通过仿真技术我们可以利用计算机对其进行模拟分析, 这样既解决了问题又能很好的节省支出。当然，也可以用这一技术对 手术进行模拟，通过手术模拟可以提前了解情况并能很好的降低实际 手术时的风险以及操作失误问题。3 .虚拟仿真实验室的发展1989年弗吉尼亚大学的威廉乌
13、尔夫教授提出了虚拟实验室的 概念。开发经过两个阶段，一个是计算机模拟阶段，另一个是虚拟现 实阶段。它有着降低实验成本，避免高危实验，保护仪器和自带教学 管理的优点。因为它的这些优点，我国有很多学校都建立了自己的仿 真实验室，并把采用各自的形式将它运用到各个科目当中。在这些实 验室中有很多闻名于我国如陕西师范大学利用虚拟仿真软件展示了 同一实验在不同历史时期的不同方法7；江南大学建立了一个物理 化学实验仿真平台系统8；中国科学技术大学开发了一项高风险或 极端条件下的虚拟仿真实验9。另外在东北大学、天津大学、中南 大学等学校也都各自建立了自身不同的仿真实验项目。|、仿真技术发展现状及未来发展1 .
14、国内现状在国内，虚拟实验室的建立得到了很大的重视，目前很多学校都 建立了自己的电子教室如北京大学、清华大学、华南理工大学、上海 交通大学等等。其中有一些广为人知：清华大学拥有由国家关键研究 所和虚拟设备组成的汽车发动机测试系统；中国农业大学建立了一个 可以模拟土壤和作物的实验室；浙江大学的虚拟实验室可以实现虚拟 实验场景的人机交互10等。现在国内虚拟仿真技术已经有了很大的 发展，应用的领域也很广，但和发达国家相比仍有差距，有很大的发 展潜力。2 .国外现状在国外发达国家，虚拟实验室已经非常普遍。美国拥有发达的科技和雄厚的财力，从开始就非常重视虚拟仿真技术，并且在世界中 在该领域处于领先地位，虚
15、拟实验室在大学中也相当普遍。如美国 Michigan大学创建的VRCEL实验室；还有由霍华德修斯医学研究 会建立的完全交互式的生物医学虚拟实验室等。德国、西班牙、意 大利、新加坡也都有自身的虚拟实验室。3 .虚拟仿真技术的未来发展虚拟仿真技术在一些普通的机械制造业、建筑施工、化工原理、 教育培训等领域内取得了较为成熟的发展，但在一些发达科技的领域 还处于起步阶段如航空航天、石油化工、核工业等。如在制造业方面 的未来发展中，有两项发展很重要，一个是三维建模软件与物流仿真 软件的结合使用，另一个是快速建模、过程仿真与优化算法这三项的 结合，这两项也是未来这一行业发展的趋势11。在教育方面的未来 发
16、展中，虚拟实验发展的趋势应更加多层次和多元化。未来虚拟仿真 技术的发展一方面应注重资源共享范围的增加，因为通过资源共享的 范围的增加可以很好地避免人们在这同一资源上的重复建设，从而可 以很好的避免时间浪费，进而提升效率。另一方面应注重这一平台的 管理人才的培养。因为有了人才的培养才能有更多相关的技术人员, 进而有利于在技术这一方面的提高，如此才能更好的保证平台在工作 时能有优秀的表现和很高的的效率12。五、研究目的长期以来由于钢的普通热处理过程具有高能耗、重污染、高温、 高危险性、不可视性等极端特点，实验所需部分设备均为贵、精、尖， 教学学习中无法对设备内部工况进行充分展现，实验流程长、时间长
17、, 导致学生单纯依靠进行实验室工艺流程操作无法达到对专业理论知 识的良好掌握及灵活运用的长久遗留问题。基于此，同时为缓解教学 资源、经费紧张等压力，改善现有工艺流程教学体系，设计开发了这 款集数学应用、信息技术、系统技术、模拟仿真技术和相关领域专业 知识为一体的实时互动体验系统。利用这款系统，可进行科学研究、 材料分析、金属相图观察、生产工艺流程模拟、流程创新设计、教学 检验及测评等，与普通授课相结合开展教学，将大大提高了教学效果, 增强学生对钢的热处理工艺的掌握、应用，并且做到了低碳环保、省 时高效、高可操作性，显著提高教学实用性。六、研究意义.丰富教学方式，打破现实条件壁垒，增强互动体验在
18、传统理论教学中，存在诸多难以直观理解的抽象知识，如抽像 概念、金相组成等。单纯依赖教师课上讲解和仅有的几次实验室练习, 学生很难掌握并灵活运用，学习效果不佳。钢的普通热处理实时互动 体验系统提出“多层次、创新化、多模式”理念，将抽象的概念具体 化、现实化，通过图片、动画模拟等形式展现具体操作流程，增强对 学生的动手能力训练，可丰富知识传授形式，加强独立工艺技能训练, 串联整个生产流程，增加趣味性，更具实用意义。1 .自主开发，虚实结合，优势互补普通授课方式理论性强，知识点分散，知识体系单一，应用性不 高；实验教学授课灵活，方式富有趣味性，技能传输性强，但易受教 学资源限制，经费压力大，存在高能
19、耗、重污染、高温、高危、不可 视性等问题。钢的普通热处理实时互动体验系统依托所学金属材料专 业知识，思考当下急缺技术，以信息技术、数学应用技术、系统技术 等相关领域知识构建新型实用平台，以传统理论知识为进程框架，有 效结合传统授课与实验教学优势，打破各自局限性，增强学生知识互 动体验，提高学习效果。2 .完善教学体制，科教融合，增强创新体验一般为加深学生对专业技能理解、掌握及灵活运用，学校多会安 排学生进公司、企业实习。但大多数企业从经费、安全等方面考虑, 不会让学生进行实际操作，单单只是参观工艺流程、技术讲解等活动, 这并不能给学生带来太大技术能力实用性提升。而钢的普通热处理实 时互动体验系统以创新型仿真模拟技术解决此类问题，在原有理论知 识储备下，学生在校内就可完成相关工艺流程的实习操作，科学技术 与知识教学相融合，大大增强趣味性、实用性、创新型体验感。在流 程之中可摆脱实际操作的客观条件制约，可随时观察相应状态下的材 料状态、温度等特征，进行模拟切割、观察金相、优化或创新工艺流 程等技术处理，从“试、听、练”多角度锻炼学生，将理论教学、实