运用多媒体技术建立过程装备与控制工程专业虚拟实验室的研究毕业论文.doc

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1、运用多媒体技术建立过程装备与控制工程专业虚拟实验室的研究摘 要本文主要介绍了如何运用多媒体技术建立过程装备与控制工程专业的虚拟实验室。虚拟实验是利用电脑模拟产生一个虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。与传统实验相比，虚拟实验具有诸多明显优势，如：安全性，可重复性，经济性，超时空性等。因此，国内外很多教育研究机构竞相发展虚拟现实技术以弥补传统实验在时间和空间上的不足。由于教育经费、实验室硬件、技术支持等方面因素的限制，本文主要介绍通过相对易于实现的Flash技术来实现虚拟实验。Flash的独特优势在于其面向性广

2、，易于操作，容量较小，便于网络传输以及有较好的交互性。过程装备与控制工程虚拟实验室主要包括以下几个实验：内压薄壁容器的应力测定，压力容器内压爆破实验，压力容器外压失稳实验，超声波探伤实验，声发射检测实验。关键词：虚拟技术；实验室；Flash；交互AbstractThis thesis focuses on the introduction of how to establish virtual laboratory within the major of Process Equipment and Control Engineering with multi-media technology.

3、 Virtual lab is a make-believe world imitatively generated by the computer, providing its users with the imitation of visual sense, sense of hearing and sense of touch. Being personally on the scene and without limitation, the users are capable of promptly observing the three-dimensional space with

4、the help of virtual lab. Compared with traditional laboratory, virtual lab possesses such outstanding merits as security, repeatability, econcmization and the transcendence of time and space. Therefore, many research institutes at home or abroad vie for the development of virtual lab technology in h

5、opes of compensating for the temporal and spatial drawback of traditional lab.Owing to the financial, hardware and technique restriction, this thesis dissusses the realization of virtual experiment by ways of using Flash technique, considering its relatively easy application and other distinctive ad

6、vantages as wide usage, simple manipulation, small capacity, convenient on-line transmission and super interactivity.Several experiments are included in the virtual lab of Process Equipment and Control Engineering. They are stress measurement of thin internal pressure container, Internal pressure bu

7、rst experiment of Pressure Vessels, external pressure Instability experiment of Pressure Vessels, Ultrasonic Testing experiment, AE testing experiment. Key words: virtual technique; laboratory; Flash; interact目 录第1章 概述1第2章 虚拟实验室简介32.1虚拟实验室32.2虚拟实验室的特点42.3虚拟实验室的国内外研究现状62.4虚拟实验室对教学实践的意义9第3章 实验系统软件简介11

8、3.1 Adobe Flash CS4 Professional简介113.2 Flash工具箱介绍123.3时间轴的组成133.4 ActionScript 脚本语言15第4章 实验简介174.1内压薄壁容器的应力测定174.2压力容器内压爆破实验204.3压力容器外压失稳实验234.4超声波检测实验264.5声发射测试实验30结论34参考文献35致 谢36第1章 概 述虚拟实验与传统实验相比具有众多突出优点：有效减少部分实验仪器购置、降低实验成本；使实验不受时间、空间的限制；实现“实物试验”难于开设的试验；可作为实际实验的有效补充等。由于虚拟实验的这些优点，美、日、英等先进发达国家竞相积极

9、发展虚拟实验。美国是虚拟技术的发源地。美国虚拟技术的研究水平基本上就代表国际虚拟技术的发展水平。目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。在当前实用虚拟现实技术的研究与开发中日本是居于领先位置的国家之一，主要致力于建立大规模虚拟知识库的研究。另外在虚拟现实的游戏方面的研究也做了很多工作。但日本大部分虚拟现实硬件是从美国进口的。本文主要介绍运用Flash的技术来实现简单的虚拟实验室建设。由于Flash更易操作，投资较少，考虑到经费问题，更适于用来模拟大学实验。图1-1 虚拟实验首页Flash是目前最为流行的二维动画制作软件，它集矢量图编辑与动画创作为一体，能够将

10、矢量图、位图、音频、动画和深一层的交互动作有机、灵活的结合在一起，以创建美观、新奇、交互性强的动态效果。Flash影片具有容量小、适于网络传输的特点，并且拥有可无限放大的高品质矢量图形、完美的声音效果以及较强的交互性能，现在随意的打开一个网页，都会发现用Flash制作的动画，从广告短片到动漫音乐，甚至整个网页的制作，几乎都可以看到Flash的身影。本文中涉及到的实验均为过程装备与控制工程的专业实验。通过这些实验可以提高同学们的动手能力，观察能力，对问题的分析总结能力。因此，做为课堂教学的重要补充，实验环节在整个大学教学中占据着重要的作用。本文中的每个实验相对独立，可以从不同侧面考察同学们对不同

11、专业知识的掌握情况。第2章 虚拟实验室简介2.1虚拟实验室2.1.1虚拟现实技术虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物1。VR是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界

12、影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”

13、到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。2.1.2虚拟实验虚拟实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。虚拟实验建立在一个虚拟的实验环境(平台仿真)之上，而注重的是实验操作的交互性和实验结果的仿真性。虚拟实验的实现将有效缓解很多高校在经费、场地、器材等方面普遍面临的困难和压力，而且开展网上虚拟实验教学能够突破传统实验对“时、空”的限制，无论是学生还是教师，都可以自由、无顾虑地随时随

14、地上网进入虚拟实验室，操作仪器，进行各种实验，有助于提高实验教学质量2。随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。虚拟现实实验室包括如下几个系统：1) 虚拟现实应用开发平台包括软件平台和硬件平台2) 高性能图像生成及处理系统3) 立体式沉浸性的虚拟三维显示系统4) 虚拟现实交互系统虚拟现实数据手套、头盔等5) 集成应用控制系统2.2虚拟实验室的特点与现实的实验室相比，虚拟实验室具有它的许多优势和特点，归纳起来有下面几个

15、： 1) 仿真性 在虚拟现实技术支持下，虚拟实验室与真正的实验室同等完美，虚拟仪器与实际仪器功能相同，操作方法也一样，实验者在虚拟实验室里做实验、训练技能和汲取知识，与在现实实验室里同样方便。这是因为虚拟实验室无论对于现实的环境或是对于想象的环境，都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟实验室环境应该达到使实验者难以分辨真假的程度（例如可视场景应随着视点的变化而变化），甚至比真的还“真”（如实现比现实更逼真的照明和音响效果）。2) 开放性 虚拟实验室有可能给任何实验者在任何地点任何时间里广泛地提供赖以学习、工作和研究的实验场所。事实上，虚拟实验室的内涵是广泛的，它不同于传统中的实验室概念，它当然具备

16、可以进行类似于传统实验的环境，但它的擅长更是那种使实验者置身于实验对象之中的逼真环境。凡是实验者可以通过有关器具操作变革对象并从中汲取信息的虚拟环境，都可以归之于虚拟实验室。比如，进行飞行器技术实验时，那么虚拟实验室就是飞行器及其飞行的模拟环境；做解剖学实验，虚拟实验室可以是在虚拟医院或甚至虚拟人体中。 虚拟实验室内涵的开放性，使操作器具更加广泛、信息的内容更加丰富、实验形式更加多样，实验环境呈立体地与人的多维器官相互作用。虚拟实验室外延的开放性，使它通过远程网络覆盖全民化，实验者不分性别、国别、种族、贫富等差异，实验操作不分时间、空间、条件、形式、数量等的限制，人人获得自由通过虚拟实验室进行

17、实验之权利，人们期望已久的“实验仪器设备资源共享”的“全球实验室”理想有望真正实现。 3) 超时空性 虚拟实验室具有超时空的特点，它能够将过去世界、现在世界、未来世界、微观世界、宏观世界、客观世界、主观世界、幻想世界等拥有的物体和发生的事件单独呈现或进行有机组合，并可随时随地提供给实验者进行实验。比如，虚拟实验室可以使学生身临超越现实时空的环境，如探索星系时的虚拟实验室是虚拟太空，研究分子原子结构时的虚拟实验室是在虚拟微观世界中，获取人体组织信息的虚拟实验室是在人体的组织和器官之间，等等。 4) 可操作性 实验者可通过使用专门设备，用人类的自然技能实现对虚拟实验室的物体或事件进行操作。在高仿真

18、的虚拟实验室环境中，无论它模拟的是真实环境还是想象环境，实验者都可以像在现实实验室环境里一样对之进行操作。譬如，实验者能抓取虚拟实验室中的物体，并让它随手的移动而移动等。可操作性是虚拟实验室可在教育或其它领域实际运用的必备特性，对于教育来说，它使学生得以在其中学习需要实际操作的实验课程，也使远程实验教学可能真正实现。 5) 自主性 指学生能自主地选择或组合虚拟实验室环境。这样，远程教育的任何学生能在任何时间、任何地点选择实验内容、实验仪器设备、实验信息资料、实验同组合作人员、实验指导教师等，以及取得实验结果的评估，并具有完全的自由度。此外，对于做了实验后没有掌握的实验过程或实验技术片断，学生可

19、以自己多次重复。这样，学生始终处于实验教学的主导地位，真正掌握学习的主动权，大大增强了学习效果。 6) 多感受性 指学生在虚拟实验室环境中考察时具有多种感知能力，如视觉、听觉、力觉、触觉、运动觉、味觉、嗅觉等。理想的虚拟环境应当可以让学生具有在现实世界中的一切感知能力。例如，在虚拟实验室中，学生用手接触该环境里的某物体，他会感到该物体有重量、边缘、质地、温度等。多感受性使学生得以运用自己所有感知能力，进行实时的、全方位实验学习。多感受性也使学生在一个极其生动、活泼、轻松、有趣的环境里，进行实验。 在虚拟现实技术帮助下，学生在虚拟实验室中还可以用一种感知能力代替另一种感知能力来进行操纵环境、汲取

20、信息或交流。这样，残疾人能通过自己的形体动作与他人进行交谈（如残疾人戴上数据手套后，就能将自己的手势翻译成讲话的声音），或通过声音来操作仪器，等等。这种感知功能替代性不仅使残疾学生可以操作过去自己无法做的实验，也提供正常学生在操作实验时的便利。 7) 实时交互性 指学生在虚拟实验室中与物体、事件相互作用的真实程度。学生可以采用多种交互手段如语言、手势、数据手套及触觉等，与虚拟实验室环境交流信息，并得到实时反馈。这种特性使学生与物体、学生与事件、学生与其他人（如教师、别的学生）之间的双向实时反馈，在远程状态下成为可能，并犹如近距离或面对面交流一样；也使远程的教师与学生、学生与学生之间的协同工作达

21、到一个更高的境界。于是，师生们可以在世界上各个不同的地方（甚至不同的时间）观看或进入同一个虚拟实验室，共享实验仪器和实验资源，并使相互指导、班级学习、小组讨论、共同参观、合作研究等教学方式在远程实验教学中也成为可能。 8) 形象性 指虚拟实验可以做到把枯燥的实验变为形象的实验。例如在虚拟实验室里进行化学实验，学生将采集到的一个氧原子和二个氢原子结合在一起，眼前就会出现一个网状的水球，这就是他自己创造的水分子。再如，根据相对论和量子力学法则，可以模拟宇宙太空和微观的原子世界里发生的情况，学生可以进入那里，对于实验过程中发生的变化现象取得感性认识。形象性的意义，在于可以使做实验的学生将许多抽象的学

22、习变换成具像的学习、理性的学习变换成体验的学习、想象的学习变换为现实的学习、枯燥的学习变换成生动的学习等等，从而轻松有效地从中获取知识。 9) 安全性 指在虚拟实验室里做实验远比在现实实验室里安全。比如，化学实验中有些药品具有剧毒、刺激性气味的特性，而且有些化学反应比较剧烈，学化学专业的学生在虚拟实验室中做这些实验，就可既对实验现象或过程很好地仿真而又不必冒着发生伤害或意外爆炸的危险。学生也可放心地在虚拟实验室里试用新的实验技术，不用担心发生事故。安全性不仅是对于实验操作人员而言的，它也包括实验对象、实验环境等，这一点对于生物实验、医学实验、农业实验等特别重要和特别有意义。譬如，医学院学生可用

23、“虚”的解剖刀在“虚”的人体上解剖，而无须冒危害真实患者的风险。安全性也使以往一些可能对自然、社会造成很大影响的实验（如环保实验、生态实验等）得以在虚拟实验中实现。当然，虚拟实验室除了自己独有的特点外，依然具有传统实验室的优点，这里不再一一陈述。2.3虚拟实验室的国内外研究现状教育与科学技术的发展息息相关，人们利用计算机技术和网络技术，从设想到实现虚拟实验室只有短短的十几年的时间。“虚拟实验室(virtual lab)”的概念是由美国弗吉尼亚大学(University of Virginia)的教授威廉沃尔夫(William Wolf)于1989年首先提出的，它描述了计算机网络化的虚拟实验室环

24、境，致力于构筑一个综合不同工具和技术的信息化、网络化的集成环境，在这个环境里，用户可以非常有效地利用世界上分布的各种数据、信息、仪器设备及人力等资源。图2-1虚拟现实实验室位置跟踪仪器虚拟实验室提出的初衷是为了方便科学研究工作，科研人员可以在远程从事研究工作:使用仪器设备，共享数据资源和交流信息等。虚拟实验室实质上是一个分布式计算机系统，在该系统中配备有具有遥测、遥控能力的网络化研究设备和数据采集平台，有支持协作活动的各种工具，建有可以支持数据共享的数字式图书馆。虚拟实验室概念的提出至今仅十余年，但因其诱人的应用前景，各国均在大力开发，己经取得了一些进展。目前，虚拟实验室的建设在发达国家己十分

25、普及。美国作为当今的科技强国，为继续保持其在科学技术领域的领先地位，尤其重视信息技术的研究，并已将虚拟实验室列入其科研发展的战略规划3。在1991年底，美国科学基金会、美国国家科学研究顾问委员会所属的计算机与远程通信部组成了一个“全国(科学)合作实验室委员会”，其任务是调查科学家对信息技术开发的需求，协调科研合作关系，组织并实施具体的信息技术开发4。此后，美国联邦政府投入资金在相关专业领域建造了各自的虚拟实验室作为示范工程，开展了一系列探索性研究并取得了实质性进展。美国一些政府部门，如能源部，正在制订计划将其所属的科研机构过渡到虚拟实验室环境中。目前，越来越多的院校和科研机构正投身于构筑一个覆

26、盖美国的虚拟实验网络的工作中来。图2-2实验室的立体投影作为首先提出虚拟实验室概念，并具有雄厚的科研实力和强大财力的美国，从一开始就十分重视虚拟实验室的研究与开发，在该领域的研究己处于领先地位。虚拟仪器系统及其图形编程语言己成为各大学理工科学生的一门必修课，其普及程度是相当广泛的。国外的一些大学己组建了远程虚拟实验室。德国的汉诺威大学建立了虚拟自动化工作平台;意大利帕瓦多大学建立了远程虚拟教育实验室;新加坡国立大学开发了远程示波器实验和压力容器实验。在国内，虚拟实验室的建设也得到了应用上的重视。目前，己有部分高校初步建立了虚拟实验室。例如:清华大学利用虚拟实验仪器构建了汽车发动机检测系统；华中

27、理工大学机械学院工程测试实验室将其虚拟实验室成果在网上公开展示，供远程教育使用；四川联合大学基于虚拟仪器的设计思路，研制了航空电台二线综合测试仪，将8台仪器集成于一体，组成虚拟仪器系统；复旦大学、上海交通大学、广州暨南大学等一批高校也开发了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研。北京航空航天大学计算机系是国内最早进行VR研究、最有权威的单位之一，他们首先进行了一些基础知识方面的研究，并着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示与处理；在虚拟现实中的视觉接口方面开发出了部分硬件，并提出了有关算法及实现方法；实现了分布式虚拟环境网络设计，建立了网上虚拟现实研究论坛，可以提供实时三维动态数据库，提供虚拟现实

28、演示环境，提供用于飞行员训练的虚拟现实系统，提供开发虚拟现实应用系统的开发平台，并将要实现与有关单位的远程连接。图2-3实验室的沉浸式立体显示系统浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发出了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统，该系统采用了层面迭加的绘制技术和预消隐技术，实现了立体视觉，同时还提供了方便的交互工具，使整个系抗的实时性和画面的真实感都达到了较高的水平。另外，他们还研制出了在虚拟环境中一种新的快速漫游算法和一种递进网格的快速生成算法。哈尔滨工业大学计算机系已经成功地虚拟出了人的高级行为中特定人脸图像的合成，表情的合成和唇动的合成等技术问题，并正在研究人说话时头势和手势动作，话音和语调的

29、向步等。2.4虚拟实验室对教学实践的意义1) 有效减少部分实验仪器购置，降低实验成本传统仪器价格相对较贵、功能单一、占用空间大、更换也不方便。虚拟实验室只需一些基本的硬件设施，然后借助计算机和软件就可以实现传统实验仪器功能，既可减少实验室资金的投入及建设数量，又可以提高实验室的利用率，同时能有效降低实验成本，减少实验耗材用量5。2) 满足实验教学不断提出的新要求，满足更多更新的测试要求传统实验仪器技术更新周期长，一般需要5到10年时间，且使用功能由厂商定义，无法满足更多更新的教学实验，而采用虚拟仪器技术能够通过软件更新及时保持技术前瞻性，用户可以方便的定义仪器功能，适应不断发展的教学实验要求，

30、给学生展现先进的实验手段。3) 使实验不受时间、空间的限制通过使用网络，学生可以不必到实验室进行实验，在互联网上就可以进行多数的实验，从而避免以往实验受时间、空间等客观条件的限制，学生需要分组分时完成的弊端，大大提高学生实验的水平和提高学生学习兴趣。4) 实现“实物试验”难于开设的试验教学中很多试验的实物比较昂贵，难于进行破坏性试验及综合性试验，使用虚拟实验室可以实现对其在完全相同条件下的模拟试验。5) 可作为实际实验的有效补充虚拟实验与实际操作实验相互补，通过虚拟实验，学生既可以学习现代化先进实验技术，又能培养实验技能及科研能力。第3章 实验系统软件简介3.1 Adobe Flash CS4

31、 Professional简介Flash是美国Macromedia公司所设计的一种二维矢量动画软件。通常包括Macromedia Flash，用于设计和编辑Flash文档，以及Macromedia Flash Player，用于播放Flash文档。现在，Flash已经被Adobe公司购买，最新版本为：Adobe Flash CS56。Flash 是一种创作工具，设计人员和开发人员可使用它来创建演示文稿、应用程序和其它允许用户交互的内容。Flash 可以包含简单的动画、视频内容、复杂演示文稿和应用程序以及介于它们之间的任何内容。通常，使用 Flash 创作的各个内容单元称为应用程序，即使它们可能

32、只是很简单的动画。您也可以通过添加图片、声音、视频和特殊效果，构建包含丰富媒体的 Flash 应用程序。Flash 特别适用于创建通过 Internet 提供的内容，因为它的文件非常小。Flash 是通过广泛使用矢量图形做到这一点的。与位图图形相比，矢量图形需要的内存和存储空间小很多，因为它们是以数学公式而不是大型数据集来表示的。位图图形之所以更大，是因为图像中的每个像素都需要一组单独的数据来表示7。图3-1 Adobe Flash CS4 Frofessional开机界面3.2 Flash工具箱介绍3.2.1 工具区 1) 选择工具：选择或移动舞台中的对象 2) 部分选取工具：对选定的对象进

33、行移动、拖拉和变形等处理 3) 线条工具：用来绘制直线 4) 套索工具：用于选择不规划区域或多个对象 5) 钢笔工具：用来绘制精确、光滑的曲线，并且可以对绘制好的曲线进行调整 6) 文本工具：用来在舞台中输入文字 7) 椭圆工具：用来绘制椭圆或正圆形 8) 矩形工具：用来绘制矩形或正方形 9) 铅笔工具：用来绘制比较柔和的曲线 10) 刷子工具：用来绘制任意形状的色块矢量图形 11) 任意变形工具：用来对图形进行缩放、扭曲或旋转变形 12) 填充变形工具：设置渐变色的填充效果 13) 墨水瓶工具：用来添加图形的轮廓线 14) 颜料桶工具：用来为选定的封闭区域填充颜色 15) 滴管工具：提取某颜

34、色以赋予另外的对象 16) 橡皮擦工具：擦除图形的局部或全部，双击该按钮将删除舞台上的所有对象 图3-2 Flash工具区3.2.2 查看区 1) 手形工具：单击该按钮，按下鼠标左键并拖动可以移动舞台画面 2) 缩放工具：改变舞台画面的显示比例，单击该按钮后单击舞台将会增大显示比例，按下Alt键的同时单击舞，将缩小显示比例图3-3 Flash查看区3.2.3 颜色区 1) 笔触颜色：用来设置所绘制的线条或图形的边框颜色 2) 填充色：用来设置所绘制的闭合图形的填充色 3) 黑白：单击该按钮，边框颜色为黑色，填充颜色为白色 4) 没有颜色：若选定此工具，则表示不绘制图形边框或不设置填充色图3-4

35、 Flash颜色区3.3时间轴的组成时间轴是Flash中进行动画编辑的基础，用于创建不同类型的动画效果，还可以对制作中的Flash动画影片进行播放预览，使用户可以更准确地对动画完成调整8。时间轴上的每一个单元格称为一个“帧”，是Flash动画中最小的时间单位。每一帧中可以包含不同的图形内容，当影片在连续播放时，每一帧中的图形内容依次出现，从而形成了动画影片。根据其包含内容的不同，可以将“帧”分为显示帧、关键帧和空白关键帧。时间轴位于主工具栏的下方，可以像其他功能面板一样被拖曳到工作区的任意位置，成为浮动面板，如下图所示。图3-5 时间轴如果当前时间轴不可见，可以执行“窗口时间轴”命令，或者按快

36、捷键：“Ctrl+Alt+T”，开启Flash 8的时间轴，如下图所示。图3-6如何调出时间轴时间轴主要由图层窗口和帧窗口两部分组成。图层窗口中显示了影片图层组成的情况，而帧窗口中显示了影片中帧的使用情况。每个Flash影片都有自己的时间轴，而影片中的各组成元件也具有完全独立的时间轴，且各时间轴之间互不干扰9。时间轴中显示了目前Flash电影文件各种信息，如播放时当前帧所在的位置，影片的播放速度，目前的播放时间等。默认状态下，Flash以每秒12帧的速度播放动画（l2fps）。在时间轴面板下面的“帧频率”窗格双击鼠标左键，开启“文档属性”对话框，可以对电影文件的标题、描述、显示尺寸、匹配选项、

37、背景色、帧频和标尺单位等属性进行设置，如下图所示。图3-7 创建Flash文档在 Flash 中创作内容时，需要在 Flash 文档文件中工作。Flash 文档的文件扩展名为 .fla (FLA)。Flash 文档有四个主要部分：舞台是在回放过程中显示图形、视频、按钮等内容的位置。在Flash 基础中将对舞台做详细介绍。时间轴用来通知 Flash 显示图形和其它项目元素的时间，也可以使用时间轴指定舞台上各图形的分层顺序。位于较高图层中的图形显示在较低图层中的图形的上方。3.4 ActionScript 脚本语言ActionScript 代码可用来向文档中的媒体元素添加交互式内容10。例如，可以

38、添加代码以便用户在单击某按钮时显示一幅新图像，还可以使用ActionScript向应用程序添加逻辑。逻辑使应用程序能够根据用户的操作和其它情况采取不同的工作方式。Flash 包括两个版本的ActionScript，可满足创作者的不同具体需要。有关编写 ActionScript 的详细信息，请参阅帮助面板中的学习 Flash 中的ActionScript 2.0。Flash包含了许多种功能，如预置的拖放用户界面组件，可以轻松地将 ActionScript 添加到文档的内置行为，以及可以添加到媒体对象的特殊效果11。这些功能使 Flash 不仅功能强大，而且易于使用。图3-8 脚本语言完成 Fla

39、sh 文档的创作后，可以使用文件发布命令发布它。这会创建文件的一个压缩版本，其扩展名为 .swf (SWF)。然后，就可以使用 Flash Player 在 Web 浏览器中播放 SWF 文件，或者将其作为独立的应用程序进行播放。图3-9 虚拟实验室界面第4章 实验简介4.1内压薄壁容器的应力测定4.1.1 实验目的1) 了解电阻应变片的结构，作用及工作原理2) 初步掌握常温下电阻应变片的粘帖技术，并对被测容器做好粘帖应变片、接线、防潮、检查等准备工作。3) 测定薄壁容器在内压作用时，圆筒及封头上的应力分部。4) 比较实测应力和理论计算应力，分析它们产生误差的原因。5) 掌握“应变电测法”测定

40、容器应力的基本原理和测试技术4.1.2 实验原理由中低压容器设计的薄壳理论可知，薄壳回转容器在受压时，在离开与封头连接处的器壁厚度上将产生径向的（轴向）和环向（切向）主薄膜应力,及其相应的主薄膜应变,当它们超过材料的曲服强度时，就导至容器破坏或大面积屈服。一方面，圆筒与封头连接的边缘地区，由于几何形状的不连续而成的附加弯曲应力，此应力与薄膜应力叠加会产生比薄膜应力高多的综合应力,这种应力具有局部性，一离开边缘就快速衰减。边缘应力对疲劳失效和脆性破坏有重大影响，其大小与容器的形式，制造质量及操作条件有关，而工程实际中，不少结构和零部件，由于形状比较复杂，理论上作应力分析相当困难，这时就要采用实测

41、应力分析法，此外在一些重要的结构中，在进行理论分析的同时，还需要进行模型后实际结构的应力测量，以验正理论分析的可靠 性和计算的精确度，因此实验应力分析在压力容器的应力分析与强度设计中占有重要的地位12。实测应力的方法很多，但目前应用的主要有两种，即光弹法和电测法，其中电测法应用的最多。我们这个实验就是用电测法测容器中的应力。一般容器器壁中的应力不 能直接观察到，但变形无论多麽微小，总是可以测量的，由于变形和内力有一定的关系，只要知道这钟关系，就可以通过测量变形来达到测量应力的目的，由于薄膜容器的应力是两向应力，所以测出径向应变和环向应变，就可以根据广义虎克定律求相应应力： （4-1） （4-2

42、） 式中：材料的弹性模量，碳钢为0.21106Mpa 泊桑系数；对碳钢为0.3实测的径向应变值，1106Mpa实测的环向应变值，1106Mpa径向应力环向应力那么应变是怎样测得的呢？下面来介绍如何用电阻应变仪来进行应变测量。在电阻应变仪中，一般用电桥将应变片的电阻变化转换成电流的变化，这个电桥是惠斯顿电桥。，作为四个桥臂，AC对角线接电源E，BD对角线接电流计。其中为测量片，贴在容器待测应力的部位。为与同一类同一阻值的应变片，贴在与被测构件材质相同的试块上，它不受力，但与R1感受相同的温度，起温度补偿作用。故称温度补偿片。,为仪器内部配备的固有电阻。当电桥平衡时，（即无电流通过检流计），有下式

43、成立： (4-3)当被测构件受力后，应变片随之发生变形，其电阻值将产生一微小的增量，因此电桥失去平衡，电流计中将有电流通过，我们调节可变电阻，当时电桥又一次平衡： (4-4)整理上式，略去高阶小量，并与（4-3）式相减可得： (4-5)所以通过调节可变电阻，由（4-4）式可求出测量应变片的电阻增量实验得，当应变不超过一定范围时，电阻丝的电阻相对改变量与其线段应变成线性关系，即： (4-6)但实际上，电阻应变仪测量并不需要这样的计算，而是已经将仪器输出的电信号标定为相应的应变值，在仪器上直接读取值即可。另外说明一下温度补偿片的作用，由上述得知，在被测构件未受力时,，如果环境温度改变或被测构件温度

44、改变，这时,的电阻由变为，而不变（仪器内部电阻），则电桥仍满足的平衡条件。这样由温度变化引起的测量片阻值的变化，就被温度补偿片的阻值变化平衡掉了，而不至于影响测量温度。所以起到了温度补偿的作用。图4-1应变片结构动画展示4.1.3 实验所用仪器设备 YJ-33静态应变测量处理仪; YZ-22电阻平衡箱; 手动试压泵; 内压容器。4.1.4 实验步骤1) 熟悉电阻应变仪，预调平衡箱的使用方法及操作步骤。2) 按半桥接法，将各电阻片依次接到预调平衡箱各旋钮上。3) 检查各部分接线是否正确，各接线柱必须拧紧。4) 打开仪器电源，按下“调零”按钮灯熄灭后将手台起，仪器自动调零。5) 仪器调零结束，开始

45、生压测量从0.5MPa、1.5Mpa、2.5Mpa。6) 打开泵的排气阀，放油卸压，在降压过程中在2.5MPa、1.5MPa、0.5Mpa时，仍需停泵测量，记录下各点的应变值，和升压时比较取平均值，可更准确。7) 压力降至零后，略等3分钟，逐点测量零点漂移情况并做记录。4.1.5 实验数据处理及实验报告1) 简述静态应变测量原理和测量方法。2) 根据实验记录在坐表纸上作应变曲线，P为纵坐标，为横坐标，画出各应变片的曲线。3) 将修正后的1Mpa下各点的应变值代入（4-1）、（4-2）两式中，计算各测量点的径向应力和周向应力值13。4) 画出实验容器在内压1Mpa作用下应力实测曲线，取横坐标为在

46、容器上贴片距离，纵坐标为应力值。5) 将实测应力曲线和理论计算得到的曲线比较，进行讨论分析其产生误差的原因8。4.2压力容器内压爆破实验4.2.1 实验目的1) 初步掌握压力容器整体爆破的实验方法及装置；观察并分析实验过程中所出现的各种现象；2) 测定容器的整体屈服压力并与理论计算值进行比较；3) 对容器的爆破口及断口做出初步的宏观分析；4) 对爆破容器的性能进行评价的初步训练。4.2.2 实验意义整体构件爆破实验是压力容器研究、设计、制造中的一个综合性实验方法，是考核构件材料的各项机械性能，结构设计的合理性，安全储备以及其它方面性能的直观性很强的实验方法。有以下几个方面的应用：1) 定型：新

47、设计压力容器的选材、结构及制造工艺合理性验证。这也包括新产品的试制，材料更新，结构型式改变以及制造工艺更动时为确保产品质量而进行的实验。2) 质量监控：对已定型的压力容器，为了监控在生产中由于生产工艺的波动等因素而引起的质量波动所进行的实验，模具的变形，热处理炉温的波动，原材料质量波动以及焊接工艺条件的波动等都能引起压力容器产品质量的波动。3) 科研及其它用途的评定性实验。压力容器爆破实验属于破坏性实验，耗费较高。因此确定是否需要进行这类实验时要慎重考虑。4.2.3 实验方法及原理压力容器的爆破实验分模拟构件爆破实验和产品抽样实验两种：1) 模拟构件的爆破实验；按照一定的模拟条件制造模拟构件，进行爆破实验，以推断实际容器的爆破性能，此法多用于研究、制造费用高的单件重要容器。此法的关键是建立准确的模拟条件。2) 产品抽样实验：从一定数量的产品中随机抽取若干只进行爆破实验。此法适用于成本相对比较低的大批量生产容器。整个实