摘要：对于材料力学来说，实验设备较大，使用较为复杂是其一大缺点，因此，将实验设备智能化、小型化显得尤为重要，本文对实验教学设备的更新与小型化进行探讨。
关键词：材料力学；实验设备；小型化
1 材料力学教学现状
在大型力学实验室中，需要及时进行准确的数据处理，采用计算机网络进行数据处理有利于实验室的开展。大型实验室数据收集难度较大，信息较多，花费时间很长导致信息不够完整，不能实时更新工况。没有借助于计算机信息化，所有工作都是由人来完成，这就会导致工作量大，错误率高，无法保证质量。教学中有重课堂，轻实验；重理论，轻实践的思想。我们对材料力学的拉伸实验教学进行了教改尝试，是为了让该实验由学生被动的学习变为主动学习的课堂，给学生留出更多的创造性思维空间，锻炼学生动手能力，训练学生的观察力以及思考问题和总结的方法，并从中学到课本以外的知识，提高学生的综合素质。教学的人员水平参差不齐，能力差别较大，很难在分工上做到公平，质量也难以评价，稳定度很低。实验做完后，却可能因为相关信息不够完整而无法按时通过单位验收，影响实验进度。而小型化设备的存在可以科学规划管理并将遇到的问题传输到高层分析。
2 材料力学实验设备分析
2.1实验室平台的结构
平台层。实验室分布式存储系统可以对大规模的结构数据进行存储，通过大型的的存储与管理技术，实现对于数据的高效处理，这个数量级大部分时候在PB级以上，这样才能让科研活动更加合理地进行开展。
功能层。功能层采用扩展算法进行数据挖掘，采用TB级的数据进行模型建立，实现云计算与分布调度处理，利用负载的均衡技术，使得分布处理能力提升，从而实现高效数据处理。
服务层。采用基于WEB与Open API的实验室挖掘处理技术，从实验室的环境分析入手，加强端口的管理与流程的优化，从而实现端口的智能配置与数据交换，让实验室的共享变得科学合理简洁。服务层属于高级别管理层次，因此应当加强对输入输出的合理控制，使其可以实现实验室的高效交换。
2.2 设备测试
无论数据通信是确定性的还是可靠的，都涉及材料力学实验设备测试的适配性，因此需要学习材料力学实验设备测试的方法。在服务器中可以建立材料力学实验设备测试实验系统，在实验系统中，执行关于实验室延迟的材料力学实验设备测试材料力学实验设备测试，通过发送/接收大量数据和错误注入，测试验证材料力学实验设备测试实验室的确定性和可靠性，这种测试还可以提供大量的测试数据，用于进一步研究材料力学实验设备测试的实验室维护方法和进行故障诊断。
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3 材料力学实验设备的小型化
3.1 设备改进
针对现有主要力学实验设备存在的问题,研发了小型化的台式电子万能试验机.该试验机体积小,重量轻,安装方便,操作简单,使用可靠,节能环保,具有较高的性能价格比.实现了力学基本实验的集成化.采用虚拟仪器技术和计算机技术,使实验数据采集实现了数据化、可视化.台式万能试验机的小型化,可以为力学实验的现代化改革提供参考.部分高校同时也开始采用结合生产实际的材料力学实验设备，材料力学实验系统（PCS）有时称为工业控制系统（ICS），是生产线上可以进行监控和数据采集（SCADA）、可编程逻辑控制器（PLC）或分布式控制系统（DCS）的设备，可以收集和传输在制造材料力学过程中获得的数据。PCS可以是相对简单的项目，其可以具有接收输入的传感器（通常称为主换能器），处理输入的控制器以及处理输出的接收器。 更复杂的PCS设备本身可以是机器人，并执行许多任务。 PCS设备可以通过称为制造执行系统（MES）的中间件软件与公司的企业资源规划（ERP）应用程序进行通信。材料力学实验系统主要包括被控材料力学过程（或对象）、用于生产材料力学过程参数检测的检测与变送仪表、控制器、执行机构、报警、保护和连锁等其他部件。其中，重点在于传感器。0级包含现场设备，例如流量和温度传感器以及最终控制元件，例如控制阀。1级包含工业化输入/输出（I / O）模块及其相关的分布式电子处理器。 2级包含监控计算机，其将来自系统上处理器节点的信息整理并提供操作员控制屏幕。3级是生产控制水平，不直接控制材料力学过程，而是关注监控目标。4级是生产调度水平。
3.2 效果分析
材料力学综合性、设计性实验以学生课外科技及创新实践活动的形式进行实践的，取得了良好的效果。首先通过材料力学综合性、设计性实验使学生将理论课知识与工程应用有机的结合起来，同时培养了学生的工程意识；其次通过查阅文献资料、设计实验方案、完成实验内容，充分调动了学生学习的主动性和积极性，提高学生的动手能力和实验技能，培养了学生的创新、实践能力和团队合作精神；培养学生实事求是的科学态度和综合分析问题、解决问题的能力。为将来进一步的学习和研究创新打下坚实基础。
4 总结
通过力学实验设备的小型化，结合实验室实际情况，可以建立一套自动控制系统来替代人员的工作，减轻负担，确保安全。实验室质量的数据与信息是大量的，需要有强大的交换平台来进行共享。这种平台对于更大的实验室建设都有着不可替代的作用。同时，科研所带来的信息也将为以后的相同情况下的建设提供一个比较好的对比与参照。
参考文献
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[3]吴泽玉，李玉河，刘琰玲.材料力学实验教学改革初探[J].实验技术与管理，2007（10）：361-362.
作者简介
张洪雷（1996-02-02），男，汉族，籍贯：河北省沧州市，学历：本科三年级在读，研究方向：机械。
论文作者:张洪雷
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/30
标签：材料力学论文; 实验设备论文; 实验室论文; 测试论文; 数据论文; 力学论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第16期论文;