基于“两性一度”的研究型虚拟仿真教学平台设计与开发.pdf

Sep.JOURNALOFMACHINEDESIGN20232023年9 月No.9Vol.40第40 卷第9 期机计设械基于“两性一度”的研究型虚拟仿真教学平台设计与开发*梅瑞斌1 2，包立，张欣（1.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳110819;2.东北大学秦皇岛分校资源与材料学院，河北秦皇岛066004)摘要：基于有限元数值模拟技术和人机交互界面程序开发所构建的虚拟仿真教学平台，可以免去学生对有限元理论和软件的学习掌握，同时，学生面对友好的交互界面可自主研究基础理论问题，以及培养创新研究能力。文中结合塑性力学理论和实验教学内容建立了棒材拉伸、板材拉伸和圆柱体压缩3种材料力学基本性能试验过程试样变形虚拟仿真平台，并将尺寸、变形、材料、网格模型等参数设计为可变量，以协助学生研究关键因素对材料拉伸和压缩过程变形规律及力学特征影响机理，对课堂教学质量和学生科研素养培养具有显著提升效果，也为“两性一度”标准下的一流课程建设提供了解决方案。关键词：“两性一度”；拉伸和压缩；有限元；虚拟仿真；研究型中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1 0 0 1-2 354（2 0 2 3)0 9-0 1 35-0 7Design and development of research-oriented virtual-simulation teachingplatform based on high level,innovation and challengeMEI Ruibin:2,BAO Li?,ZHANG Xin?(1.State Key Laboratory of Rolling and Automation,Northeastern University,Shenyang 110819;2.School of Resources and Materials,Northeastern University at Qinhuangdao,Qinhuangdao 066004)Abstract:The virtual-simulation teaching platform which is developed based on the finite-element numerical simulation andthe human-machine interface system saves students the trouble to master the finite-element theories and software.Furthermore,students can explore the basic theories independently with the help of the user-friendly interface,in order to sharpen their skill ofinnovative research.In this article,in combination with the theory of plastic mechanics and the experiment,efforts are made todevelop a virtual-simulation platform for specimen deformation in the experimental process of three basic mechanical properties ofmaterials:bar tension,plate tension and cylinder compression.The parameters such as size,deformation,material,and gridmodel are designed as the variables to assist students in exploring the influence of key factors on the deformation law and mechani-cal characteristics of material tension and compression.This study greatly helps to improve the quality of teaching and develop thestudents literacy in scientific research.Also,it provides a solution for the construction of first-class courses with the standard ofhigh level,innovation and challenge.Key words:high level,innovation and challenge;tension and compression;finite-element method;virtual simulation;re-search-oriented收稿日期：2 0 2 3-0 5-0 9；修订日期：2 0 2 3-0 8-1 0基金项目：河北省高等教育教学改革研究项目（2 0 2 2 GJJG427）；河北省精品课程建设项目（2 0 2 0 JPKC061）；东北大学“三全育人”改革综合项目（NEU-S Q YR-2 0 2 1 0 6）；东北大学秦皇岛分校重点教改项目（2 0 2 1 JG-A03,2022JG-B11）136第40 卷第9 期计机设械信息化时代背景下，面对百年未有之大变局，依托信息技术与教育教学深度融合深化课程教学改革，不仅是强化双一流、新工科和工程专业认证工作的需要，更是实现高等教育教学示范体系构建和推动新时代特色社会主义高等教育高质量发展的关键1-3。虚拟仿真教学以其良好的人机交互界面和动态仿真能够实现现实中难以完成的理论演示和试验过程等，充分利用虚拟仿真技术可以丰富教学内容和拓展教学方式，且能突破时空对教学的限制，解决大型实践教学设备制约，实现教学过程互联共享，在激发学生学习志趣、培养科研素养和创新能力方面效果显著4-6 。虚拟仿真教学依靠计算机技术和智能工具，使用建模软件和动画软件制作虚拟动画和人机交互平台，使虚拟仿真教学具有感知性、交互性和沉浸性的特征7-8 弹/塑性力学是研究材料构件承载能力和弹/塑性变形的一门基础学科知识,具有很强的理论性,其中单向拉伸和压缩章节知识不仅是材料类专业塑性加工原理材料成形原理材料科学基础弹塑性力学塑性成形力学等课程中力学原理部分的重要内容，也是材料类专业材料力学性能试验的核心内容，将虚拟仿真技术运用到弹塑性力学理论教学和材料力学性能试验中，可实现课前预习、课堂操作、课后练习与作业等教学环节，进而使学生更好地掌握力学基础理论和试验过程9-1 0 。随着高校课程教学质量规范与标准“两性一度”的提出，对虚拟仿真教学内容和形式提出了更高要求，将基础原理和复杂学习模型融人仿真教学系统才能充分发挥虚拟仿真教学平台助推课程教学“两性一度”内涵式提升作用。作为虚拟仿真技术之一的有限元法能够有效解决强非线性耦合系统问题，使其作为科研工具广泛应用于弹塑性变形过程多耦合场力能参数求解1 2 1和基础理论研究1 3-1 4，但有限元技术用户往往需要深厚的数理知识基础，并在专业训练基础上能够充分考虑问题背后复杂的理论和物理场，才能获得精确的仿真结果，极大地限制了其在课程建设与教学改革中的实践应用1 5为此，文中针对弹/塑性力学原理类和材料力学性能试验类课程，立足材料变形有限元数值模拟技术，通过开发人机交互界面构建板材拉伸、棒材拉伸及棒材压缩过程虚拟仿真平台，开展课程教学改革和实践，以提升课程的高阶性、创新性和挑战性，为激发学生专业学习志趣、提升学生科研创新能力和培养一流人才提供方案。1教学元素设计1.1基本原理新材料、新工艺和新技术研究对制造业改造和升级具有举足轻重的作用,而任何一种新材料从研发到市场应用均离不开性能测试,其中,材料力学性能试验是测定材料强度、硬度、韧性和抗冲击性等参数以表征材料在使用中抵抗失效、断裂、疲劳和磨损等能力，进而优化新材料生产工艺参数及确保结构零部件工作安全性，常见的有拉伸、压缩、扭转和平面变形等试验方法。基于万能试验机开展的棒材或板材拉伸及棒材压缩是常用的力学性能试验，如图1 所示。对于拉伸试验，拉伸试样的原始标距l。与横截面面积A。的比值称为比例系数，其试样尺寸需满足国家标准；对于棒材压缩的试样，尺寸并无严格的限制，但应注意棒材高度h。与半径的比值不能过大，以避免发生压缩失稳和产生双鼓F棒材拉伸FF棒材压缩板材拉伸图1拉伸和压缩性能试验示意图拉伸和压缩试验可较准确地反映材料在弹性变形、塑性变形时的力学性能和材料的断裂现象，综合评定材料的力学性能，进而确定弹性、强度、伸长率、加工硬化和韧性等一系列重要的力学性能指标，为材料零部件制造和结构强度分析提供基础数据。以金属棒材单向拉伸过程为例，材料塑性变形过程中，通常经历弹性变形、塑性变形（包括均匀塑性变形和非均匀塑性变形)和断裂3个阶段，如图2 所示。在弹性变形阶段应力和应变成正比；塑性变形初始阶段，如变形温度较低，则随着变形量的增大，出现显著加工硬化现象，即强度和硬度升高而塑性韧性降低；如果变形温度高于再结晶温度，则出现动态再结晶或者动态回复等软化137梅瑞斌，等：基于“两性一度”的研究型虚拟仿真设计与开发2023年9 月现象，应力减小或保持稳定状态；当变形量较大时，试样出现显著颈缩现象，材料内部出现微裂纹，此时均匀塑性变形结束，继续变形引起微裂纹快速扩展直至出现宏观裂纹。非均匀塑性Rm颈缩微塑性均匀塑性抗拉强度R断裂eL加工硬化弹性极限屈服强度应变：P8图2棒材拉伸过程应力-应变关系曲线材料拉伸过程中基本力学性能参数可通过式（1)确定，并直接反映在万能实验机控制PC机上，过程数据可以保存导出g=F/Ao8=Al/loE=0./8(1)ReL.=F,/AoR.m=Fm/Ao式中：0-工程应力,MPa;F-载荷，kN；F材料发生屈服时的载荷，kN；Ao试样的原始横截面面积，mm；8材料的工程应变；试样标距部分的伸长量，mm；试样原始标距，mm;E一一材料的弹性模量,MPa；等效应力,MPa;8等效应变；RL-材料的屈服强度，MPa；Rm-材料的抗拉强度，MPa；F材料在拉伸过程中所受的最大载荷，kNmax当需要用真实应力和应变描述拉伸或压缩过程变形规律时，可基于塑性体积不变条件，简化求解出试样拉伸过程瞬时横截面面积A，此时，真实应力和真实应变分别描述为：FA=ln(1+l/lo)(2)LoAoA=。+1.2教学元素设计为提升学生自主学习知识、主动培养和积极探究力学规律的能力，仿真平台设计可调整和可设定教学元素，仿真平台教学元素设计架构如图3所示，包括设备简介、原理介绍、变量设计和结果展示。棒材直径设定棒材高度设定材料参数设定捧材拉伸与压缩参数网格疏密设定捧材压缩速度压缩变形量设定变量设计板材宽度设定拉伸标距设定材料参数设定板材拉伸工作原理网格疏密设定文字与视频设备简介拉伸速度设定模型展示拉伸变形量设定力学公式等效应力图表换算文字和图片正应力原理介绍参数输人应力分布剪应力结果输出主应力网格变形变形规律结果展示变形位移结果可选择等效应变正应变应变分布主应变图3教学元素设计设备简介模块包括工作原理和模型展示，主要通过视频和文字形式介绍万能试验机的立柱、丝杠、减速机、控制器、夹具等设备零部件及拉伸和压缩过程。原理介绍模块主要通过文字与图片形式对力学公式推导，对试验用输人参数、结果输出与试验数据图表换算等进行介绍。设备简介和原理在相关教材中有详细介绍，不作为教学元素设计和展示的重点。变量设计和结果展示模块能够培养学生自主学习和探究创新能力，其作为元素设计的重点最大限度地实现变量设定个数，丰富结果输出类型。对棒材拉伸、棒材压缩和板材拉伸3个试验类型模块进行尺寸参数、材料参数、工艺参数和模型参数等可控变量的详细设计。尺寸参数包括棒材直径、板材宽度、原始标距及棒材高度等；材料参数包括弹性模量、密度、屈服强度、泊松比及切边模量等参数；工艺参数包括拉伸或压缩速度、最大变形量等；模型参数包括网格划分和边界设定等。结果展示主要通过动画、图片、数据和表格等，输出包括应力、应变和位移等计算结果，138第40 卷第9 期机计设械2仿真平台开发与应用2.1接口设计ANSYS作为主流商用有限元软件之一，提供了可用于二次开发的APDL语言，利用APDL语言可通过修改第一次分析得到的LOG文件，完成对所建立模型和分析过程的重复性计算，进而实现工程问题分析的参数化设计和优化，但APDL语言作为ANSYS的专用语言可视化困难，故以ANSYS的APDL语言进行问题分析为核心，借助高级程序语言Python编写可视化界面能够顺利实现仿真平台搭建。Python提供了包括Tkinter,wxPython,PyQt和PySide在内的众多用于建立人机交互界面的库，其中，PySide2是Python的一个GUI库，提供了多种函数可供搭建规范化、工程化的可视化界面，其基于Qt5核心，具有较高的性能及通用性，能够运行在多种系统上，是进行界面搭建的优秀工具。为便于学生或技术人员探究不同参数对模拟结果的具体影响，可以添加批处理模式，在该模式中，利用Python语言的循环功能,更改模型中的某一参数值，自动进行多次模拟,并将所有的数据文件输出到本地，便于后续查看与对比，以ANSYS的APDL语言为桥梁，利用PySide2建立界面，可顺利完成与ANSYS的交互工作，程序接口设计与框架结构如图4所示用户层参数输入结果分析结果保存图形界面数据文件(Excel)结果彩云图变形动画中间层PysideXlwtOpencv生成数据文件（Txl)变形过程顿序列APDL脚本计算层调用是输出计算结果ANSYS后台运算是否收敛香保存错误日志退出图4程序接口设计与框架结构（1)用户层分为输入和输出两个模块，主要由用户操作实现人机交互。输人模块为用户输入尺寸参数、材料参数、工艺参数、模型参数等各类参数的图形界面。用户关心的计算结果则在输出模块，一类结果输人到Excel表格中，便于后续数据处理与使用,另一类变形结果的应力应变彩云图则输出保存至本地，用户可以根据彩云图分析和探究变形和力学规律；还有一类是变形中的网格变化、位移变化、等效应力和等效应变等，作为视频形式保存，使用户宏观了解拉伸或压缩变形过程中场变量分布与变化规律。(2)中间层承担整个仿真系统工程的自动化处理，根据用户在界面中输入的参数及选择的模式自动生成APDL脚本文件，以确保ANSYS软件调用计算。计算结束后对计算结果进行处理、输出和保存至本地文件夹，包括文本文档数据到Excel表格读人转化，所需图片存档、变形帧序列与可读视频转化等(3）计算层中系统通过ANSYS在后台调用生成的APDL脚本文件,并进行序列性前处理、计算和后处理操作，后台运算结果分别以文本文档形式、图片格式及顿序列形式保存所需结果。为避免生成的数据文件互相覆盖，程序框架设计时充分考虑模块独立性，将为每个工程建立独立的文件夹，将运算所产生的所有数据文件统一存储,为确保文件夹的命名唯一性,将以时间戳作为文件夹的名称2.2界面介绍在人机交互界面中，将有限元数值模拟所需的所有参数合理融人前处理模块，使用户通过虚拟仿真教学平台了解有限元求解拉伸和压缩过程弹塑性力学问题中所需的必要参数，帮助用户建立对有限元数值模拟的基础认知，优化用户体验1 6 。打开仿真教学平台后进人主界面，主界面的标题栏共分为文件操作、模型选择、前处理、求解、后处理和系统帮助6 个模块，如图5所示新建文件操作保存退山单内拉伸、单内压蜡仿真卖验平台板材拉伸文件视型选择前处理求解后处理静助模型选择棒材拉伸单内拉伸（德材）单向拉伸（板材）柱体压缩单向压编（柱体嫩构）几何参数单向拉伸、单向压端仿真卖验平台文件模型选择前处理求解后处理网格划分畅助前处理模块几阿参数材料参数网格划分材料属性主界面边界条件边界条件计算求解模块批处理彩云图展示门单肉按体、单肉压婚仿真真验平台后处理模块/数据文档与表格文件横型选择前处理求解感处理视频展示.曲线帮助文档系统帮助系统简介图5主界面模块1392023年9 月梅瑞斌，等：基于“两性一度”的研究型虚拟仿真设计与开发每一个模块包含不同的功能，用户可根据自身需求、试样形状及试验目的选择模型，当用户确定模型后前处理模块中的相关参数则会自动匹配，而参数值的大小可由用户设计性输入。在前处理模块中的所有参数输入完成后，用户点击求解模块可实现拉伸和压缩变形的单个计算或批处理计算，而计算结果可通过后处理模块查看和保存。几何参数的输入按照模型分为3个子界面，分别是棒材拉伸、板材拉伸及圆柱体压缩。图6 所示为板材拉伸几何参数、材料参数和网格划分参数的输入界面。该输人界面共分为2 个部分，分别是左侧的参数输入部分与右侧的模型显示部分。在参数输入部分中，6 个参数的输人框选择浮点型滚动框的形式，这种输人框的特点是可以采用鼠标滚轮控制输入参数，简化数据的输人流程，当采用键盘输入参数时，可以在一项参数输入后按下回车键后系统自动切换到下一个输人框，从而简化了参数的输入流程。输人框本身可以在每次内容出现变化时发出信号，该信号可以被程序中的其他部分接收并作出相应的反应。例如，当界面中的某个数据发生变化时，程序将自动读取变化后的数据并记录，因此，界面中并不需要确认按钮来读取所输入的参数，考虑到参数输入应当足够直观，在界面的右侧设置了模型的显示窗口。当输人的试样几何参数发生变化时，右侧的模型显示窗口也会实时变化，能够让用户掌控自已所输人的每一个参数对几何模型产生的具体影响，这也能够避免用户输人在几何上不成立的数据，以免造成有限元数值模拟时无法完成计算，避免造成无意义的时间浪费1 7 E几何办数口X试样总长度（）150.00夹持猫宽度（）20.00140短形藏面宽度（）10.00OmEtt4元120原始标距（）50.004元平行段长度（）100.00100过宽惠半径（）20:002试样厚度（）5.80800.006640.000802200.8t2259a.0440004064201e02002TT./540O.B2E120.0240LHH图6板材单向拉伸参数输入界面2.3后处理展示依托ANSYS软件提供的强大后处理工具可有效输出所需要的彩云图、曲线、数据和动画视频等（图7所示）。彩云图能够直观展现变形过程中应力应变等场量的分布规律，帮助科研人员和学生能够快速分析试样的应力应变规律和变形特征，视频输出功能可以通过插值生成连续动画，以显示不同时刻物体受力和变形的动态变化规律。另外，彩云图和视频的默认背景均为黑色，可以通过后处理模式中的SHOW命令指定输出图像的格式，其中，MRB,INDEX,PRED，PGRN,PBLU和N1指令可以调节元素颜色，颜色采用RGB编码，PRED,PGRN和PBLU参数分别表示红、绿、蓝3种颜色的强度；N1指令表示具体需要调节颜色的元素索引，要调节背景颜色N1值应取1 5。使用PLNSOL，C1 和C2命令显示图像，C1用于设定图像参数的类型，包括应力、应变和位移等参数；C2用于设定参数分量，例如，X表示X方向的应力，XY为切应力Txy，当C2为EQV时表示等效应力应变。输出图像确定后可通过ANTIME，C和TIME命令输出顿序列，进而实现视频输出，C为序列的长度，TIME为每顿的长度，当完成图像与视频的输出设定后，应关闭SHOW模式。益34DC2201915272SEF118F128.F13F.F148图7后处理输出彩云图、曲线及视频示意图140机第40 卷第9 期计设械2.4教学实践开发的虚拟仿真平台软件一方面可以安装在个人电脑上，作为课程讲解过程中的项目任务布置给学生，供其开展探索性学习和复杂性问题分析；另一方面，也可以安装在万能实验机控制系统上，学生实际操作拉伸或压缩实验时可以根据试验参数输入平台交互界面，进而观测分析该试验条件下试样变形过程力学行为和变形规律,达到虚实结合的目的。教学团队依托现代材料成型力学塑性加工力学材料成型原理材料力学性能等课程，将开发的棒材拉伸、板材拉伸及棒材压缩虚拟仿真教学平台以项目研究形式下发给学生,并定期通过项目研究报告和问题测试方式检验教学成效。分组学生在接到项目研究任务后，主要围绕3种变形过程展开了学习和研究工作，并分析形状尺寸、材料、摩擦和变形率等主要影响因素参数对变形过程及应力应变分布特征的影响规律。以棒材拉伸为例，图8 为不同直径下棒材拉伸过程等效塑性应力分布。棒材直径分别为2 0,2 5,30 和35mm。由图8可以看出，拉伸变形后期随着塑性变形量的不断增大，不同直径的4个试样均出现了较为明显的颈缩现象，受力的平衡作用影响，在颈缩区两侧等效应力沿试样中轴线由外端到中心先增大后减小，然后再增大,塑性变形区呈现显著的非均匀分布趋势。等效应力的最大值出现在颈缩部位横截面面积最小处，由于颈缩区受到较大的三向拉应力，为保持金属流动过程中力的平衡，在弹塑性交界区径向呈现较大压应力，使得颈缩区域两侧出现两处应力较小区域,且该区域随着棒材直径增大愈加明显。随着试样直径的增大，试样颈缩区的长度变长，变形不均匀程度越大，较小值区域越明显。297.956504647711.336916.02616.0628752132.92830,166925.601102105-278.242443.5C7+26.14606.773bW1405774.0.38856.6/939.30371R025.609A91.0M956.5071.94.625M4.681(a)直径2 0 mm(b)直径2 5 mm(c)直径30 mm(d)直径35 mm图8不同直径棒材拉伸变形等效塑性应力分布图9所示为不同棒材直径的拉伸过程等效塑性应变分布。可以看出,拉伸过程中，仅在颈缩区域附近产生塑性变形,其他部分产生弹性变形,在塑性变形区变形不均性较明显。颈缩区的塑性等效应变值最大，且随着棒材直径增大,塑性等效应变最大值减小,颈缩区轴线方向长度增加，而径向颈缩导致的断面收缩率减小。22002661417MT24091266-2163643403254207:661541：1 0 96 1 9375824746-2417227327602580310674.7715e511000.123062C951520272146026-562020655182104139-011674051946.25240941302-4303572674-53046434117(a)直径2 0 mm(b)直径2 5 mm(c)直径30 mm(d)直径35 mm图9不同直径棒材拉伸变形等效塑性应变分布学生通过课本自学能够简单掌握拉伸和压缩实验过程基本知识,但对变形规律及力学分布特征的理解仍有较大困难,知识学习和运用能力有待提升，特别是对各种参数对拉伸和压缩过程变形规律及力学特征的影响机制的理解较浅。通过虚拟仿真平台自主学习后，知识掌握和运用能力效果提升明显，大部分学生不仅通过帮助模块学习了基本原理，而且通过研究性学习对深层次变形规律及其影响机制有了更为深刻的领悟，有效助推了学生专业学习志趣激发和创新思维能力培养。文中设计开发的虚拟仿真教学平台通过虚拟仿真不同变量参数下试样拉伸或压缩过程力学行为和变形规律，能使学生牢固掌握平面问题、轴对称问题等复杂工程问题简化求解的本质，进而有效提升解决复杂工程问题的能力，且能满足学生自主学习过程的个性化、探究性学习需求。另外,该虚拟教学平台在作为项目任务载体下发给学生学习过程中，完全可以满足1412023年9 月梅瑞斌，等：基于“两性一度”的研究型虚拟仿真教设计与开发教学过程课前预习、课堂交流及课后复习要求，激发学生学习掌握科研工具和探究深层力学原理的兴趣，提升科研素质。可见，借助于有限元研究工具和人机交互界面软件开发的虚拟仿真教学平台对建设创新性、高阶性和挑战一流课程具有高效助推作用。3结论建立了棒材拉伸、板材拉伸和棒材压缩3种材料力学基本性能试验试样变形过程虚拟仿真教学平台，可实现尺寸参数、变形参数、材料参数和网格模型参数等对材料拉伸和压缩过程变形规律及力学特征影响机理探究，教学实践证明：该平台对课堂教学质量提升和学生科研素养培养均效果显著，为材料力学理论和试验课程教学改革和实践提供了可行的解决方案。基于有限元数值模拟技术和人机交互界面程序开发构建虚拟仿真教学平台，可以免去学生对有限元软件深层理论学习和掌握，同时面对友好的可定制界面探究复杂的基础理论和变形力学机理，提升课程教学创新性和挑战度。这种科研工具与虚拟仿真平台的结合方法可以丰富教学内容，使教学模式多样化，提升课程建设和课堂教学内涵，在激发学生专业学习志趣和培养学生科学创新能力方面具有较好的效果，可以为持续推进高等教育教学改革和一流课程的“两性一度”建设提供有效解决思路。参考文献1教育部教育部办公厅关于2 0 1 7 2 0 2 0 年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知EB/OL.2017-07-13.2中国工程教育专业认证协会秘书处.工程教育认证工作指南Z.2018年版.2 0 1 7-1 2.3张大良新工科建设的六个问题导向N1 3版.光明日报,2 0 1 7-4-1 8.4陈金强，赵丽平，解绍锋，等高铁牵引供电系统虚拟仿真实验教学设计与实践J高等工程教育研究，2 0 2 1(1):67-71.5郑莆燕，任建兴，潘卫国，等.火电厂典型故障虚拟仿真实验构架设计J.高等工程教育研究，2 0 1 9（S1：2 2 1-222.6周萌，曹政才基于虚拟仿真平台的科教融合拔尖创新人才培养方案探索一一以机器人控制技术为例J.高等工程教育研究，2 0 2 0(6)：6 2-6 6.7魏民在职业教育应用视角下的VR/AR技术J.中国电化教育,2 0 1 7(3）：1 0-1 5.8李雄，孙路遥虚拟仿真教学的内涵、设计及应用J.中国教育信息化，2 0 1 9(6）：2 1-2 5.9耿志挺，陈学军材料力学虚拟仿真实验系统的设计与开发J.实验室研究与探索，2 0 1 9，38（5）：98-1 0 1.【1 0 李霞材料力学虚拟仿真实验系统的开发J实验技术与管理，2 0 1 6，33(1 2）：1 2 5-1 2 7.1 1 宋专茂，刘荣华课程教学“两性一度”的操作性分析J.教育理论与实践，2 0 2 1,41（1 2）：48-51.12 Milenin A,Zalecki W,Pernach M,et al.Numerical simu-lation of manufacturing process chain for pearlitic and bainit-ic steel rails J.Archives of Civil and Mechanical Engi-neering,2020,20(4):107-125.13 梅瑞斌，包立，齐西伟，等.新工科时代数字化驱动兴趣的教学方法探索J.机械设计，2 0 1 8,35（S2）：1 2 6-1 2 9.1 4张雪松，陈金平，周鹏基于数值模拟的占压管道力学响应虚拟仿真实验J.实验技术与管理，2 0 2 2，39（6)：73-81.1 5刘海龙，沈学峰，郑诺，等虚拟仿真平台及App在流体力学教学中的探索与应用J.高等工程教育研究，2 0 1 9(S1):215-217.1 6 邓明，杨森，孙鸣交互界面的形式解析J.包装工程，2021,42(24):215-221.17 Divband S M,Clark J,Chofrani J,et al.Designing a user-centered interaction interface for humann-swarm teamingJ.Drones,2021,5(4):131.作者简介：梅瑞斌（1 97 9），男，副教授，东北大学秦皇岛分校教务处副处长，工学博士，研究方向：塑性加工及有限元数值模拟。E-mail;meiruibin 包立（通信作者）（1 97 9一），女，高级实验师，工学博士，研究方向：材料组织性能预测与调控E-mail:baoli1979