基于FLASH软件对涡流检测实验原理模块的研究与制作-开题报告

XX大学毕业设计（论文）开题报告题目 基于FLASH软件对涡流检测原理模块的研究与制作专 业 名 称 测控技术与仪器班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 填 表 日 期 20xx 年 4 月 9 日一、选题的依据及意义自进入九十年代以来，计算机技术、多媒体技术迅速兴起并蓬勃发展，其应用已经遍及国内生产生活的各个领域，成为人们生产生活发展必不可少的需求，特别是在教育领域中，教育信息化已经成为当今教育改革发展的必然趋势。但近年来，高校一方面受到实验场地、仪器设备、课时安排以及指导老师的影响，另一方面受到高校扩大招生规模，实验课程任务量大，教学成本投入与实际发展不同步的影响，上述两方面的因素已成为制约大学生的动手能力、实践能力以及创新能力等综合素质的主要原因，尤其是在以实践动手能力为主要的工科院校。如何能够利用有限的资源获取良好的教学成果，已成为当前各理工科高校共同面临的问题。1982年，经原航空工业部高等教育司的批准，以机械制造工艺与设备专业（无损检测专门化）的名义，我校开始招收无损检测专业学生，1984年终于经原国家教委的批准，在南昌航空大学设置“无损检测”本科专业，并正式列入高等教育本科专业目录，目录编号为：“军（0602）（试办）无损检测”1。三十年来，在全国无损检测学会的知道和关心下，在全国无损检测同行的支持下，南昌航院无损检测教育得到了迅速的发展，从专业创办至今，办学规模不断扩大，办学水平逐步提高，为各行各业培养和输送了急需的无损检测专业人才，为我过现代化建设作出了应有的贡献。而从我国当前无损检测的发展来看，检测队伍中高级技术人员和高级操作人员所占比例较小，极大的阻碍了我国无损检测技术自动化、智能化、图像化的进展。由于经验丰富的老一辈检测工作者缺乏把实践经验转化为理论总结，而年轻的检测人员虽然拥有丰富的计算机等现代技术，但在教育阶段由于受到各方面因素的限制，缺乏切实的实践经验，这严重的制约了无损检测技术发展。将计算机技术和网络为基础的多媒体信息技术引用到无损检测实验教学中来，不仅让上述难题迎刃而解而且为实验教学提供了一个崭新的教学平台。多媒体仿真实验教学打破了传统的在规定时间内在固定场合中按照既定课程内容轮流上课的实验教学模式，多媒体仿真实验教学的方便灵活性使得学生在学习上有了较大的自主权，模拟仿真的实验能极大的提高学生的学习积极性2。由此可见，将多媒体仿真实验教学引用到无损检测实验中是非常有必要的，能够非常有效的帮助学生学习无损检测知识，提高学生对无损检测的认识，从而推动无损检测技术的发展。由我校唐继红老师主编的无损检测实验教材是国家“十二五”规划教材，该教材被全国各大高校无损检测专业认可，并用于实验教学中。但各大高校由于实验场地、实验器材以及其他一系列原因的限制，该教材无法很好的发挥它的作用，为了让该教材发挥出发的全部功能，为其做相应的仿真实验极其有必要3。而Flash仿真实验是根据教学目标而设计的，便于表现特定的教学内容、反映特殊的教学策略。它可以用来储存、传递和处理教学信息，能让学生进行交互操作并对学生的学习情况做出反馈。Flash具有强大的动画编辑功能，它可以根据需求，动态地把相关的文字、图形、图像、动画、声音及视频等信息完美的结合起来，使得教学内容更加的丰富多彩，形象直观，因此能大大的激发学生的学习欲望，甚至可能使之由知识的被动接受者转变为知识的主动发现者和探索者4。此次毕业设计内容意在弥补无损检测实验在电子教案方面的不足，无损检测实验作为在无损检测实验指导方面唯一的一本“十二五”规划教材，是南昌航空大学无损检测教研室的教师多年精心编写的各种检测技术实验指导的基础上，经过多次修改而完成的。一直因为在电子教案和课堂演示方面存在的不足，在一定程度上影响了该书在各高校的大范围推广。希望通过这次毕业设计能够在这方面做出一定贡献，使这本书能够更加的完善。毕业设计是大学四年所学知识的一个汇总，希望通过毕业设计进一步完善自己的知识体系，同时也锻炼了自己自主设计和万成项目的经验，毕业设计的最大的意义我想在于系统的总结大学中的知识并运用到实际项目中，使我们在总体上把握自己的学习目标和学习理念，在实际动手过程中，通过不段的提出问题、思考问题和解决问题，增加自己的经验，提高自己的自学能力和发现问题解决问题的能力。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）涡流检测(英文名：eddy current testing):通过测量导电物体在交变磁场中的感应涡流的变化，来对物件进行探伤或物理特性判断的一种无损检测方法5。涡流检测的原理是将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外（见图）。这时线圈内及其附近将产生交变磁场，使试件中产生呈漩涡状的感应交变电流，成为涡流。涡流的分布和大小，除与线圈的形状和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外，还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷等6。因而，在保持其他因素相对不变的条件下，用一探测线圈测量涡流所引起的磁场的变化，可推知试件中涡流的大小和相位变化，进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量（如形状、尺寸等）的变化或缺陷存在等信息7。但由于涡流是交变电流，具有集肤效应，所检测到的信息仅能反映试件表面或近表面处的情况。虚拟实验室(Virtuallaboratory)的概念，于1989年由美国的WilliamWolf教授最早提出，用来描述一个计算机网络化的虚拟实验室环境。Wolf教授形象的把虚拟实验室称为“有围墙的研究中心”8。随着网络技术的发展，虚拟实验室已不再局限于其原有的范畴，已经逐渐将成为一种崭新的教学形式。所谓虚拟实验室，实际上是利用虚拟技术仿真或虚构实验情景，利用鼠标的点击、拖动，将微机上虚拟的各种仪器，按实验要求、过程组装成一个完整的实验系统，并完成整个实验，包括原材料的添加，实验条件的设置、数据采集以及实验结果的处理、分析，同时可利用网络与教师和同学进行交流，真正实现了学生的主体性地位。Flash仿真实验是根据教学目标而设计、表现特定教学内容、反映特殊教学策略的教学软件。它可以用来存储、传递和处理教学信息，能让学生进行交互操作并对学生的学习情况做出反馈。flash具有强大的动画编辑功能，且flash生成的订花文件占地小，消耗资源少，播放便利，利于传输。Flash仿真实验可以解决一些实际操作中直观形象难以表达的教学主题，教室可以将平时讲课过程中很难甚至根本无法画出的各种仪器的立体图形展示出来，可以使得学习者在实验前对实验装置和实验操作和流程有一定基础的了解，可以激发学生的学习兴趣，培养学生的能力和提高学生素质，优化教学过程，使教学起到事半功倍的效果9。20世纪中也以来，以计算机信息科学技术、生命科学和空间科学、材料科学等为代表的新的科学技术革命，极大地加速了科学技术的发展和各学科之间的相互交叉与渗透，新的综合化趋势已成为科学发展的主流。学校培养人才的思路必然要适应这些变化，课程体系、教学内容、教学方法和教学手段必须有传统型慢慢向开放型进行转变，更主要的是要培养学生眼睛的科学思维和创新精神，培养学生理论联系实际，分析和解决实际问题的能力，特别是与科学技术发展相适应的综合能力10。许多高校也可是结合计算机技术通过flash软件以及一些辅助软件，例如CAD，做出动画效果，这样实验者就可以像在真是环境中一样万成各种预定的实验项目，所取得的学习或训练值等于甚至是优于在真是环境中取得的效果，因此，一些仿真实验就应运而生了。据了解，目前国内好多高校都根据自身的教学需求建立仿真实验室，典型的有：中国科技大学在仿真实验室的建设和使用方面形成的如物理实验室软件，广播电视大学物理仿真实验、几何光学设计实验平台、大学物理仿真实验远程教学系统，同济大学建筑学院的可以对建筑景观、结构进行仿真显示实验室等。三、研究内容及实验方案1、研究内容查阅仿真实验相关资料学习multisim、flash11等软件并能熟练运用学习涡流检测实验，掌握实验原理12。运用所学软件知识结合相关仿真资料对涡流实验进行仿真13。将制作好的仿真实验嵌入实验教学课件。3.2、研究与实验方案学习multisim、flash等软件，掌握使用软件制作仿真实验的功能，为做仿真实验做准备。学习无损检测涡流检测实验，采集实验数据，熟悉实验仪器，掌握实验步骤，学习实验原理，初定仿真实验方案。（3）查阅资料，对国内外的仿真实验现状进行了解，结合实际的涡流检测实验，制定详细的仿真实验方案，为实际制作仿真实验做进一步准备。（4）运用所学multisim软件对涡流检测实验涉及到的一些电路进行仿真。（5）运用所学flash软件知识，将已经制作好的一些仪器设备等进行交互式的动画设计，并将动画制作出来14。（6）对flash软件制作出的仿真实验动画进行测试，并且尽可能的进行实际中的对比实验，将仿真实验动画进行优化处理。（7）请教涡流检测实验方面的老师，对仿真实验动画中出现的一些不足进行弥补，力求尽善尽美。（8）将制作完成的仿真实验动画嵌入到无损检测涡流实验的教学可见中。2. 试验方案2.1 试验设备 硬件设施：微机一台 软件条件：Windows 7,flash 8.0 ,ppt,multisim2.2 试验方法设计内容：利用flash软件对涡流检测实验中的实验元器件进行元件制作8，并制作成动画模型，对于涡流检测中涉及到的大量实验电路，利用multisim软件进行电路仿真，将各个模型进行动画化以及连贯的变化进行操作修改，对于flash中的多层镶嵌元件进行主场景置换操作，利用as实现简单的数据库功能。最后把作品中的flash动画进行压缩与流畅化处理，并且对flash进行加速预读的算法处理。四、目标、主要特色及工作进度4.1、研究目标通过此仿真实验的研究，希望达到的目标有一下几个：研究成果将嵌入到无损检测本科教学的涡流检测教学课件中去，帮助学生更好的学习涡流检测实验，了解涡流检测实验原理，提高学习者的学习兴趣，帮助学习者更加清楚的了解实验。通过此次仿真实验的研究，巩固我在本科阶段学习到的涡流检测知识，并且学会multisim、flash等软件的应用，将无损检测五计算机科学技术有机的结合起来。通过此次仿真实验动画制作，解决因实验场地、实验设备以及教学任务巨大而引起的无损检测学生实际操作欠缺的问题，为无损检测的长期发展做一点微小的贡献。4.2、主要特色对比实际操作的无损检测实验，flash仿真实验有一下几点优势：避免了因实验场地、教学资源不足带来的麻烦，可以让更多的学生切身学习到实验原理，清楚实验的步骤，并且不必消耗太多的资源，且可重复练习。Flash仿真实验动画具有交互性的优势，可以更好的满足所有用户的需要，对比其他仿真实验，它可以进行人机交互，让学习者可以选择实验的一部分，通过点击、选择等动作，决定动画的运行过程和结果，这一点是传统仿真实验无法比拟的15。Flash仿真涡流实验动画可以结合到教学的课件上，在进行理论课教学的过程中，就可以让学生更加形象、生动的体会实验，达到增加提高教学质量，提升教学水平的效果。Flash仿真实验的成本非常低，使用flash制作的仿真实验解约了大量实际操作中产生的资源消耗。并且，利用flash制作的仿真实验，制作时间相比较其他的仿真软件，制作时间上也会大大减少。4.3、工作进度（1）英文资料翻译及相关资料检索1月15日1月30日（2）multisim、Flash软件的学习2月1日3月1日（3）涡流检测相关实验的学习及信息的提取3月2日3月20日（4）开题报告的完成3月21日4月5日（5）利用multisim软件对涡流检测实验4月5日4月15日 所涉及到的电路进行仿真（6）利用flash软件对相关元件进行制作成动画4月15日5月15日（7）总结课题，开始撰写毕业论文5月15日6月1日（8）修改论文、准备答辩6月2日6月26日五、参考文献1任吉林，无损检测2008年第04期.2罗湘南，基于Flash的仿真实验课件交互功能设计J中国科技信息，2006（13）.3唐继红.无损检测实验M.北京：机械工业出版社.4李淑华.平面动画制作技术-FlashM.北京：人民邮电出版社.5王海峰.涡流检测M.北京：机械工业出版社.6刘宝,徐彦霖,王增勇,等.涡流检测技术及进展J.兵工自动化,2006,25(3):80-82.7林俊明.多频涡流检测原理及应用J.无损检测,1996 ,18(1):23 -26.8耿荣生新千年的无损检测技术：从罗马会议看无损检测技术的发展方向J无损检测，200l，23(1)：25.9陈小红，虚拟实验室的研究现状及其发展趋势，2010年第17期，200233.10周筠.Flash 8中文版完全自学手册M.北京：电子工业出版社.11张晓玲，基于flash技术的大学物理仿真实验的研究，