工程訓練虛擬仿真實驗平臺分為工程認知、基礎訓練與先進制造三個層次，相應的實驗教學內容也設置了汽車虛擬博物館、基礎訓練虛擬實驗和數字制造技術虛擬實驗等三個模塊。
（1）汽車虛擬博物館
傳統的汽車工程認知實踐通常通過建設汽車工程實物展廳向學生展示汽車的發展歷史和生產加工的流程，使學生對汽車行業的發展和前景形成初步認識，但實體場館建設耗資較大，為此，本中心已經引入虛擬場景技術建設了汽車虛擬博物館，給學生提供大工程背景。
（2）基礎訓練虛擬實驗模塊
為了讓學生對車、銑、刨、磨、鍛、鑄等基礎訓練和加工手段等有更全面的掌握，中心按照虛擬結合的原則設置了基礎訓練虛擬實驗模塊，使得學生可在金工實習前進行預習，教師可在《機械制造技術基礎》課程中布置虛擬仿真實驗作業。目前，該模塊已完成了虛擬工廠與鍛造和軋制虛擬仿真實驗的建設。
l 虛擬工廠
虛擬工廠可模擬真實工廠的環境和工作流程，結合學生所學的《機械制圖》和《機械制造技術基礎》等課程，了解機械制造的全過程。體驗生產中的各個環節，從而了解制造工藝、生產安全、質量保證等，同時支持數控編程和加工仿真訓練。
圖1 虛擬工廠
l 鍛造和軋制虛擬仿真實驗
鍛造和軋制虛擬仿真實驗主要用于模擬熱溫和冷鍛金屬成型工藝。結合學生所學的《機械制造工藝學》課程，以3D模擬和2D模擬相結合，研究材料橫斷面的變形過程（平面變形），或者應用于軸對稱零件成形，研究徑向切面變形過程（軸對稱變形）。應用FORGE軟件可對可以對鍛造生產和軋制工藝的全過程進行模擬。
圖2 鍛造生產和軋制工藝的全過程虛擬仿真實驗
（3）數字制造技術虛擬實驗模塊
車輛工程與機械設計制造及其自動化專業已進行了《數控加工技術》與《數控加工技術實習》的一體化教學改革。主講教師要求學生先利用虛擬仿真方法進行數控編程與仿真加工，多次反復確認無誤后再上機床進行實際的加工操作。通過虛擬仿真實驗的預操作降低了原材料的損耗成本，減小了機床加工過程引發安全事故的風險，提高了學生實驗的成功率與學習興趣。
目前，數字制造技術虛擬實驗模塊已經完成了數控加工編程及仿真實驗和數控機床虛擬設計實驗的建設。
l 數控加工編程及仿真實驗
本實驗充分利用長沙理工大學“機械工程訓練中心”、“現代制造技術實驗室” 和“CAD/CAM實驗室”，并結合學生所學的《機械制造技術基礎》課程，在實驗室擁有數控機床操作和加工仿真軟件的基礎上，開展數控加工過程仿真實驗教學，具體包括車床、銑床、刨床、磨床、鏜床等數控系統操作仿真。通過多類型數控系統操作訓練和模擬數控加工過程，實現了不同種類的數控系統的操作訓練，避免了使用實物系統有可能發生安全事故的問題，從而讓學生深入理解數控加工原理和方法，從而提高學生的創新能力。
圖3 數控加工虛擬仿真 圖4 刀具軌跡路徑模擬
l 數控機床虛擬設計實驗
本實驗基于ADAMS、MATLAB/SIMULINK等仿真分析軟件，并結合學生所學的《機械制造技術基礎》課程，實現數控機床結構剖析和運動仿真，在數控機床機電液一體化建模的基礎上，實現控制系統分析。通過虛擬實驗掌握數控機床的各系統設計和性能分析。
圖5 數控機床虛擬裝配模型 圖6 數控機床運動控制仿真
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