[發明專利]單軸拉伸磁記憶無損檢測實驗的虛擬實驗教學系統及其操作模式

有效

• 申請號: 202011367761.2
• 申請日: 2020-11-28
• 公開（公告）號: CN112631420B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 時朋朋;郝帥;梁添壽;李果;陳洪恩
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06Q50/20;G09B5/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

單軸拉伸磁記憶無損檢測實驗的虛擬實驗教學系統及其操作模式，包括計算機平臺、VR眼鏡和手套；所述VR眼鏡通過導線與計算機平臺連接，VR眼鏡的側邊連接耳機一端，手套一端通過導線與計算機平臺連接。本發明基于力磁耦合、靜磁學分析理論模型分析基礎上，開發拉伸試驗虛擬機和磁記憶無損檢測虛擬操作顯示系統，通過計算機平臺和VR眼鏡生成拉伸試驗虛擬機和磁記憶無損檢測虛擬操作顯示系統的實景操作環境，讓學生直接從虛擬實驗教學中學到實驗操作，總結實驗規律，達到虛擬實景中培養學生實驗能力的目的。

技術領域

本發明涉及無損檢測技術的VR虛擬開發領域，針對磁記憶無損檢測中的單軸拉伸實驗開發虛擬實驗教學系統。

背景技術

隨著我國無損檢測事業不斷發展，對磁記憶方法等無損檢測實驗教學逐漸走進課堂，相應的專業實驗儀器設備在高校開展教學以及科研中不可或缺。專業實驗儀器設備購置成本高，學生參與實驗的需求量大，加之專業實驗設備管理經驗缺乏，制約了相關實驗教學的順利開展。

磁記憶檢測方法是一種新興的無損檢測方法，并且被認為是檢測鐵磁材料早期損傷的無損檢測方法。磁記憶方法涉及到鐵磁材料的力磁耦合機理、應力集中和缺陷引起的磁記憶信號規律、基于信號的缺陷定量判定等問題。研究表明，缺陷或應力集中附近的磁記憶信號具有明顯的非線性特征。切向分量Hx在應力集中或缺陷區域的位置附近具有最大值，法向分量Hy通常等于零。因此，可以使用切線分量Hx最大值的位置和法線分量Hy的零值特性來確定應力集中或缺陷區域的位置。進一步基于磁記憶信號的特征信息，可以判定該位置處應力集中程度或者缺陷尺寸信息。

目前借助材料應力-應變理論可以開展材料拉伸類簡單力學實驗的虛擬教學，只有深入結合鐵磁材料的力磁耦合、靜磁學分析等專業理論，才能完成磁記憶無損檢測虛擬實驗教學系統的研發，滿足對工程結構安全評估的教學要求。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供單軸拉伸磁記憶無損檢測實驗的虛擬實驗教學系統及其操作模式，基于力磁耦合、靜磁學分析理論模型分析基礎上，開發拉伸試驗虛擬機和磁記憶無損檢測虛擬操作顯示系統，通過計算機平臺和VR眼鏡生成拉伸試驗虛擬機和磁記憶無損檢測虛擬操作顯示系統的實景操作環境，讓學生直接從虛擬實驗教學中學到實驗操作，總結實驗規律，達到虛擬實景中培養學生實驗能力的目的。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

單軸拉伸磁記憶無損檢測實驗的虛擬實驗教學系統，包括計算機平臺1、VR眼鏡2和手套3；

所述VR眼鏡2通過導線與計算機平臺1連接，VR眼鏡2的側邊連接耳機4一端，手套3一端通過導線與計算機平臺1連接。

所述計算機平臺1中配置拉伸試驗虛擬機和磁記憶無損檢測虛擬操作顯示系統5以及鐵磁材料表面的虛擬磁記憶信號實時計算程序6；

所述計算機平臺1用于提供拉伸試驗中實驗數據分析、磁記憶無損檢測中鐵磁材料表面的虛擬磁記憶信號實時分析；

所述VR眼鏡2用于提供實時虛擬操作界面，手套3結合VR眼鏡2用于實現在虛擬實驗操作界面中還原手部動作，所述耳機4在將實驗過程中的操作信息播放給操作人員；

所述拉伸試驗虛擬機和磁記憶無損檢測虛擬操作顯示系統5用于提供材料的虛擬拉伸實驗和鐵磁材料的虛擬磁記憶檢測實驗。

所述的拉伸試驗虛擬機和磁記憶無損檢測虛擬操作顯示系統5包括虛擬磁記憶檢測系統，所述虛擬磁記憶檢測系統包括被測試樣7、檢測探頭8、虛擬磁記憶信號檢測儀9和虛擬實時顯示設備10，檢測探頭8一端連接在虛擬磁記憶信號檢測9一端，虛擬磁記憶信號檢測儀9另一端連接在虛擬實時顯示設備10一端,所述檢測探頭8用于檢測被測試樣7。