数字孪生技术将物理实体创建为数字化虚拟模型，借助数据模拟物理实体在现实环境中的行为，可实现虚实交互反馈、数据融合分析等，大幅提升教学环节的可创造性。通过三维建模技术，创建物理系统的虚拟副本，结合有限元模拟、DIC非接触测量云图显示和对比等，可虚拟实际工程应用过程中的载荷加载、变形特性分析、运动过程分析等，有助于将弹性力学等枯燥的概念讲述变为学生的工程案例分析，具有很好的教学意义。

　　NX MCD是由德国西门子股份公司基于“数字双胞胎”理念设计的一种重要的工程数字化工具，主要用于机械零件和组件运动行为仿真模拟，实现虚拟环境下对机构的评估。DIC技术通过跟踪物体表面散斑图案的变形过程，计算散斑域的灰度值变化，从而得到被测物体表面的变形和应变数据，可直观显示物体静止甚至运动状态下的变形应变云图。有限元软件可直接分析和展示不同载荷受力情况，相关理论已应用于教学过程。通过MCD和DIC技术的结合，学生可以分析移动物体在加载过程中的应力应变演变过程，这对教学过程形象化具有重要意义。

　　随着数字孪生技术的迅猛发展，如何将这些先进技术引入教学，提升课堂教学质量、学生的实践能力和创新能力，仍然是一个值得研究的问题。本文以我校教学研究与改革项目为基础，探讨如何将数字孪生技术应用于单轴滑台加载虚拟调试实验教学中。

　　1 数字孪生实验平台的搭建

　　2 教学环节设计

　　3 评价与考量

　　4 结语

　　本文基于我校教学研究与改革项目，探讨了如何将数字孪生技术应用于单轴滑台虚拟调试及负载下的传动结构变形特性分析。通过搭建数字孪生实验平台，结合有限元虚拟仿真模型、DIC非接触策略和远程互动技术，提出了适应不同教学场景的实验模式，并对实施效果进行了评估。结果显示，基于数字孪生技术的课程-实验联动教学平台的应用有效提升了学生的实践能力，为教学改革提供了新的思路和方法。

　　参考文献

　　[1] 顾伟宏,张佳薇,张妤,等.工科专业虚实结合实践教学方式应用研究[J].中国现代教育装备,2024(5):116-119.

　　[2] 李雨菲,闫莉,王迈新,等.基于数字孪生的智能车间实践教学研究[J].中国现代教育装备,2024(7):36-39.

　　[3] 王潇舷,金祖权,姜玉丹,等.基于DIC与应变测试的混凝土中钢筋锈胀应力分析[J].材料导报,2019,33(16):2690-2696.

孙迎兵 熊豪 燕猛 黄世军 刘子健　燕山大学机械工程学院