学生通过虚拟实验操作,对船舶下水的运行原理、基础认知、理论应用到综合分析能力得到全面提升,达到以下实验教学目的:
1、培养学生对船台主要工艺装备的认知、选型能力:包括船台倾斜角度、潮位、润滑脂摩擦系数、龙骨坡度等。
2、培养学生对船台主要工艺装备的下水三维数字化仿真搭载能力;
3、培养学生对船舶纵向滑道下水下水曲线的计算、校核、分析能力:包括船体重量重心的计算,船体下水各阶段滑程与船舶浮力、浮力矩的关系以及艉浮时的滑程、全浮时滑程及其艏艉吃水的计算。
4、培养学生对船舶纵向滑道下水涉及多部门协作,系统性、经济性及安全可靠性等综合运用能力:包括设计船舶下水方案,船舶下水前各部门应完成的工作进度,预计下水日期,下水前的准备检查计划工作方案等,
5、培养学生针对船舶下水阶段出现问题时理论联系实际的问题分析处理能力:包括船舶不滑,仰倾、首跌落、滑行过长、互道末端损坏、首部结构变形等处理方式选择。
船舶下水是在船舶建造工程大部分完工之后,将船舶从建造船台上移至水域的工艺建造过程,因此,这是船舶建造的一项重要组成部分。船舶下水过程是一个很复杂的动力问题。要考虑到有关船舶的浮性、稳性、阻力、摇摆以及船舶强度等问题,这就要牵涉到船舶静力学与船舶动力学。船舶下水具有一定的危险性,如稍有疏忽,就会造成重大的损失。因此,运用虚拟仿真演示的形式,演示船舶纵向滑道下水的主要工艺装备,操作要点、操作过程,各种方法的主要工艺要求及注意事项。仿真演示船舶纵向滑道下水中的典型事故及预防措施,如纵向滑道下水的不下滑、首跌落、尾跌落、入水后自由滑行过长等,对培养具有现场实际认知和操作经验,理论和实践相结合的复合型创新人才发挥了积极作用,具有重要的实验意义和实验价值。
模块一、船台下水装备选型
①Step1:首先进行下水装备认知;
②Step2:随机生成船舶分段重量重心位置。可预先给出n个备选方案;
③Step3:系统弹出公式表格,学生填写计算船舶总重量及船舶重心;
④Step4:进行下水装备的选型。确定船台坡度,润滑脂摩擦系数,潮位(滑道末端水深),龙骨坡度;
模块二、船舶下水计算
⑤Step5:按照下水装备的选型,进行下水装备的虚拟搭载。截图并生成二维布置简图,以便后续保存于实验报告中;
⑥Step6:学生确定选型,进行下水曲线计算。可弹出下水阶段分阶段问题、以及典型的计算需要注意的几个参数问题;
⑦Step7:给出下水曲线图,学生分析下水曲线图,看是否发生危险情况,若不满意,返回Step4,若满意,点击确定,进行下一步;
模块三、下水程序准备
⑧Step8:进行下水方案仿真,系统随机给出,下水前各个部门需要完工及检查的情况表,让学生进行选择。学生选择完,确定保存后进行下一步;
模块四、下水过程仿真
⑨Step9:下水第一阶段仿真动画演示;
⑩Step10:下水第一阶段可能出现的不滑动现象弹出,并给出解决方案,让学生进行选择;
?Step11:下水第一阶段仿真动画演示,若学生前面选择参数没有问题,仿真动画正常,进行Step13;若学生前面参数选择有问题,故障动画出现, 进行Step12;
?Step12:提示学生给出解决方案,重新进行下水装备选型返回Step4. 若学生不选择,可进行默认错误状态下水动画仿真,进行Step13;
?Step13:下水第二阶段仿真动画演示,若学生前面选择参数没有问题,仿真动画正常,进行Step15;若学生前面参数选择有问题,故障动画出现, 进行Step14;
?Step14:提示学生给出解决方案,重新进行下水装备选型返回Step4. 若学生不选择,可进行默认错误状态下水动画仿真,进行Step15;
?Step15:下水第三阶段仿真动画演示,若学生前面选择参数没有问题,仿真动画正常,进行Step17;若学生前面参数选择有问题,故障动画出现, 进行Step16;
?Step16:提示学生给出解决方案,重新进行下水装备选型返回Step4. 若学生不选择,可进行默认错误状态下水动画仿真,进行Step17;
?Step17:下水第四阶段仿真动画演示,若学生前面选择参数没有问题,仿真动画正常,进行Step19;若学生前面参数选择有问题,故障动画出现, 进行Step18;
?Step18:提示学生给出解决方案,重新进行下水装备选型返回Step4. 若学生不选择,可进行默认错误状态下水动画仿真,进行Step19
模块五、仿真结果分析
?Step19:进行整个下水过程的完整动画仿真,仿真完成后,输出结果分析数据及分析曲线图;
?Step20:生成下水实验报告。
(注:以上20个步骤为实验设计逻辑步骤,与满足申报要求的实验交互步骤定义及分布形式有差异,但制作流程应涵盖以上步骤内容。)