同济大学《钢结构基本原理》课程是国家级精品课程,是土木工程本科的专业基础课,已有50多年的教学历史。本课程主要讲授钢结构材料、基本构件和连接的基础知识,使学生掌握和理解钢结构分析的基本原理,为进一步学习各类钢结构与金属结构的设计、制作和建造提供基础。
《钢结构基本原理教学实验》是《钢结构基本原理》学生实践环节的同步必修课。本课程在传统钢结构多功能演示实验和自主实验教学平台的基础上,结合虚拟现实技术,新建了虚拟仿真实验教学平台,满足本科教学4课时的虚拟仿真教学实验项目。
H型截面构件轴心受压整体稳定实验,通过对不同规格的H型截面构件进行多级加载和连续加载,观察构件破坏的全过程,包括构件及节点的宏观变形,构件纤维、节点局部的变形。把握荷载-应变和荷载-变形曲线变化,教师与学生实时进行互动讨论,在虚拟场景中捕捉微观纤维细观表现,体验基本构件失稳机理。
高强螺栓连接性能实验,实验设计了两种典型破坏模式,开展高强螺栓连接板剪切实验。学生通过虚拟仿真设备观察螺栓在剪切作用下的荷载-应变曲线、荷载-变形曲线的变化,通过互动手柄选择关键测点,图表体验实验过程中的实验曲线,直观感受实验结果。虚拟实验直接避免了剪切破坏高强螺栓失效弹出的危险性,同时在细观级别让同学体验钢结构连接破坏机理。
钢结构建筑建造及节点构造实验,主要展示典型钢结构建筑的体系组成、施工过程及典型构造节点的细节。通过在钢结构建筑中的VR浏览以及节点构造的爆炸及组装演示。
同济大学钢结构基本原理虚拟仿真实验版权所有