[发明专利]应力和缺陷的磁记忆无损检测虚拟实验教学系统及方法

说明书

应力和缺陷的磁记忆无损检测虚拟实验教学系统及方法，包括VR一体化机，所述VR一体化机通过无线网和计算机平台连接，计算机平台通过定位传感器与数据手套连接。本发明基于电磁学理论和力磁耦合机制的基础，开发虚拟切割试验机、拉伸试验虚拟机和磁记忆无损检测虚拟操作显示系统，用于复杂缺陷形貌诱导的磁记忆信号的虚拟实验教学。本发明通过虚拟多元化表达形式让枯燥的课堂教学内容更加容易和被学生所接受，提高教学质量，并且内容趣味性增强，提高学习效率。

技术领域

本发明涉及无损检测技术的VR虚拟开发技术领域，具体涉及应力和缺陷的磁记忆无损检测虚拟实验教学系统及方法。

背景技术

磁信号检测方法是一种新兴的无损检测方法，是利用结构表面磁信号的畸变对其应力集中区或者缺陷的位置和尺寸进行检测与评价。随着我国无损检测事业不断发展，对磁记忆方法等无损检测实验教学逐渐走进课堂，相应的专业实验仪器设备在高校开展教学以及科研中不可或缺。但由于专业检测仪器购买成本高，而学生参与实验的需求量大，加之专业设备维护困难、维修费用高、专业指导教师缺乏等，大大降低了学生参与实验学习的积极性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供应力和缺陷的磁记忆无损检测虚拟实验教学系统及方法，基于电磁学理论和力磁耦合机制的基础，开发虚拟切割试验机、拉伸试验虚拟机和磁记忆无损检测虚拟操作显示系统。本发明通过虚拟多元化表达形式让枯燥的课堂教学内容更加容易和被学生所接受，提高教学质量，并且内容趣味性增强，提高学习效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

应力和缺陷的磁记忆无损检测虚拟实验教学系统，包括VR一体化机2，所述VR一体化机2通过无线网和计算机平台1连接，计算机平台1通过定位传感器与数据手套3连接。

所述数据手套3上配有定位传感器。

所述计算机平台1为主平台，计算机平台1中配置虚拟切割试验机、拉伸试验虚拟机和磁记忆无损检测虚拟操作显示系统4以及铁磁材料表面的虚拟磁记忆信号实时计算程序5；所述计算机平台1用于提供虚拟切割实验场景、拉伸试验中实验数据分析、磁记忆无损检测中铁磁材料表面的虚拟磁记忆信号实时分析。

所述虚拟切割试验机、拉伸试验虚拟机和磁记忆无损检测虚拟操作显示系统4用于提供材料的虚拟切割实验、虚拟拉伸实验和铁磁材料的虚拟磁记忆检测实验；所述铁磁材料表面的虚拟磁记忆信号实时计算程序5，用于根据虚拟场景下磁记忆无损检测探头的位置，实时计算探头测量得到的磁记忆检测虚拟信号，实现测量不同应力下和不同缺陷类型的磁记忆检测虚拟信号。

所述的VR一体化机2用于提供数据、影像画面以及声音等传输；数据手套3结合VR一体化机2通过无线数据传输用于实现在虚拟实验操作界面中还原手部动作，所述数据手套3上的传感器用于精确定位出手在三维空间中的位置。

所述虚拟切割试验机、拉伸试验虚拟机和磁记忆无损检测虚拟操作显示系统4在选择试样样本时，提供两种模式：虚拟构件库模式和虚拟切割机模式。

应力和缺陷的磁记忆无损检测虚拟实验教学系统的使用方法，

包括以下操作步骤；

步骤一、实验准备：操作人员佩戴VR一体化设备2、数据手套3进入虚拟实验室；操作人员根据虚拟操作界面提示的操作信息制定实验操作方案；实验试件制备加工，根据自身实验目标任务需求，选择试件加工方式；

步骤二、开始实验：含缺陷拉伸测试实验，操作人员根据所制定的实验操作方案通过虚拟操作界面提示开展虚拟拉伸实验；磁记忆检测实验，虚拟拉伸实验结束后，操作人员根据实验目的通过虚拟操作界面提示开展磁记忆虚拟检测实验；

步骤三、实验结束：操作人员退出虚拟界面，放置好VR一体化设备2和数据手套3，实验结束。

本发明的有益效果：