实验要求
本实验项目作为《***》课程理论教学的配套实验课，主要面向机械工程和飞行器制造工程的本科生，根据各学校不同专业的培养计划安排，一般是大三及以上年级的本科生。学生应具备相关专业的基础课程知识，完成《材料力学》等基础课程和《机械制造技术》、《机械制造工艺学》和《实验设计与数据处理》等专业课程的修读。
教学成果
徐锋
一． 主持的教学研究课题（含课题名称、来源、年限）；
1. “新工科理念下航空航天特色机械工程专业内涵建设”，江苏省高等教育教改研究课题，主持，2017-2019.
2. “面向新经济的机械工程专业改造升级路径探索与实践”，国家级新工科研究与实践项目，排名6/16，2018-2020.
3. 面向教学“新基建”的高校实验教师队伍建设研究与实践，江苏省高等教育教改研究课题，排名第3，2021.09-2023.07
二． 作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文
1. 徐锋, 赵延超、张丹、左敦稳. “新工科”理念下的知识体系和能力培养机制探讨—以机械工程专业为例，工业和信息化教育，2021,1(3):1-5
2. 徐锋, 左敦稳.关于机械制造技术课程改革的探索与实践, 高校教育管理, 2007,16(4):90-92
三． 获得的教学表彰/奖励。
1. 南京航空航天大学校长通令嘉奖（84号），2021
2. 南京航空航天大学教学优秀奖二等奖，2017
3. “机械制造技术”，江苏省一流本科课程（线下课程），排名2/5，2021.
4. “工程训练”，江苏省一流本科课程（线上课程），排名6/15，2021.
5. “机械制造技术”，江苏省精品课程，排名3/5，2008.
6. 第六届中国“互联网+”大学生创新创业大赛国际赛道铜奖，第1指导教师，2020.
7. 第七届中国“互联网+”大学生创新创业大赛主赛道国际项目金奖，第1指导教师，2021.
8. 南京航空航天大学教学优秀奖，2017.
9. 江苏省优秀毕业设计团队，第2指导教师，2009.
10. 南京航空航天大学优秀教学成果奖一等奖，排名3/5，2007.
黎向锋
一． 主持的教学研究课题（含课题名称、来源、年限）；
1. “机械制造技术”课程数字建设，南京航空航天大学2021年本科教育教学改革研究重点项目，主持，2021-2023.
2. “机械加工理论与技术”研究生课程思政研究,南京航空航天大学2021年研究生教育教学研究项目，主持，2021-2023.
二． 获得的教学表彰/奖励。
1. 南京航空航天大学教学优秀奖二等奖，2021.
2. “机械制造技术”，江苏省一流本科课程（线下课程），排名2/5，2021.
3. 南京航空航天大学“项目导师”，2019-2020.
4. 南京航空航天大学研究生“科创之星·科创新秀”优秀指导教师，2012.
5. “机械制造技术”，江苏省精品课程，排名2/5，2008.
6. 导电金刚石的制备及其应用技术研究，江苏省优秀毕业设计团队，第3指导教师，2009.
7. CVD金刚石制备关键技术及其应用基础研究，江苏省优秀毕业设计团队，第3指导教师，2009.
8. 南京航空航天大学优秀教学成果奖一等奖，排名2/5，2007.
张丹
一． 主持的教学研究课题（含课题名称、来源、年限）；
1. “机械制造技术虚拟仿真实验系统与线上线下混合实验教学模式”，南京航空航天大学教育科学与改革研究专项课题项目，主持，2020.12-2022.12
2. “面向工程教育专业认证的机械制造技术课程改革与建设”，南京航空航天大学机电学院教育教学改革研究项目，主持，2017.5-2019.5.
二． 作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文
1. 张丹, 徐锋. 基于卓越工程师培养的航空特色生产实习创新模式初探——以机械工程专业为例，工业和信息化教育，2016,1(12):1-5
2. 张丹, 左敦稳. 全日制专业型硕士培养过程中的一些问题及对策, 科技信息, 2012,(36):79-79.
三． 获得的教学表彰/奖励。
1. “机械制造技术”，江苏省一流本科课程（线下课程），排名4/5，2021
2. 第七届中国“互联网+”大学生创新创业大赛主赛道国际项目金奖，第2指导教师，2021.
葛旺
一． 主持的教学研究课题（含课题名称、来源、年限）；
4. 示范主题创新区“数字化设计与制造”，校级实践教学专项，主持，2019-2021.
5. 《基于云服务的数控加工训练》，校级精品教材建设专项，参与，2019-2021.
6. 智能制造数控加工技术与训练, 校级教改，主持，2018-2019.
7. 基于CATIA的数控程序员训练项目建设与实践，校级教改，主持，2017-2018.
8. 基于CATIA的CAD/CAM综合训练项目建设与实践，校级教改，主持，2017-2018.
9. 数字化设计与制造创新实践教学研究，三育人，主持，2014-2015.
10. 基于数控加工创新实践综合教学模块研究, 校级教改，主持，2015-2016.
11. CAD/CAM在技能培训中的应用, 校级教改，主持，2013-2015.
二． 获得的教学表彰/奖励。
11. 优秀实践教学管理工作者，江苏省高等学校教学管理研究会，2021.
12. 南京航空航天大学课程思政教学比赛三等奖，2020.
13. “遵循立德树人，笃行实践育人，建设新工科背景下全流程融合的‘工程训练’增值课程链”项目，校教学成果二等奖，排名5/5，2020.
14. “工程训练”，江苏省一流精品课程，排名13/26，2019.
15. 南京航空航天大学教学优秀奖二等奖，2017
16. 南京航空航天大学“突出贡献奖”，2018
17. 南京航空航天大学“突出贡献奖”，2017.
18. . 校“2016-2018年度优秀共产党员”，2018.
19. 南京航空航天大学教学成果奖三等奖，排名2/5，2007.
实验背景
大型运载火箭是发展载人航天和深空探索的前提和基础，体现了国家的航天制造水平。其中火箭的燃料贮箱是火箭的重要承载单元，占火箭总体结构的50%以上，是大型运载火箭制造的关键技术之一。目前焊接是燃料贮箱的最终成型制造工序，作为一种新型固相焊接技术，搅拌摩擦焊技术（FSW）的焊接温度未达到轻质合金熔点。可以有效避免轻质合金熔焊过程中易出现的气孔、夹杂、热裂纹等冶金缺陷，相对于其他焊接技术，FSW在轻型合金的焊接中具有显著技术优势。
近年来，世界航天强国开展并逐渐实现了FSW在运载火箭燃料贮箱上的规模化工程应用。随着火箭运载能力的提高，燃料贮箱尺寸随之增大，由于燃料贮箱的大型薄壁结构，对FSW焊接装备和工艺带来了巨大技术挑战。燃料贮箱的FSW制造技术是“航天和制造”高度交叉融合的新技术前沿，涉及机械工程、材料等工科专业，随着国家航天发射任务的密集化，对掌握扎实的燃料贮箱等大型结构件的制造知识和具备燃料贮箱制造工程实践能力的专业人才的需求非常迫切，符合新工科专业建设的发展方向。相关专业知识是专业核心必修课《机械制造技术》及其先修课程《材料力学》与学科拓展课程《机械制造工艺学》的重要教学内容。同时，如何将立德树人融入教学全过程，通过情景体验式的教学方法，以典型大国重器作为思政对象，不仅使学生理解燃料贮箱制造在航天制造领域的重要价值，而且潜移默化的激发学生投身航天工业的情怀和使命感，也成为了教学面临的重要挑战。
目前各高校均没有大型构件搅拌摩擦焊实验平台，严重影响了对机械工程专业人才的工程实践能力和创新能力的培养，主要原因如下：（1）由于实验场地大、设备大、部件大、工艺流程复杂等因素，学校难以复制真实的燃料贮箱FSW制造现场。（2）燃料贮箱制造相关大型设备的操作需要有相应的专业资质和上岗证，师生均无法达到基本安全要求。（3）燃料贮箱FSW实验需要不断升级大型专业设备和工装，消耗大量昂贵的实验材料，物理实验成本极高。（4）传统的实验只支持重复认知型实验，无法开展燃料贮箱FSW的高探究性实验，直接影响了学生创新能力的提升。
因此，开展运载火箭大型贮箱搅拌摩擦焊接虚拟仿真实验教学具有极强的必要性和迫切性。
设计原则
依托南京航空天大学机械制造及其自动化国家重点学科，航空航天先进制造技术省部共建协同创新中心和工信部航空航天制造技术实验教学示范中心，项目组将“虚拟现实+互联网”技术融入实验教学项目，坚持“以学生为中心，教师为主导”的教学理念，按照“虚实结合、能实不虚”的原则，突出航天高端制造工程应用驱动、面向行业和社会资源共享，开发运载火箭大型贮箱搅拌摩擦焊接虚拟仿真实验项目，填补当前运载火箭制造虚拟仿真实践教学平台方面的空白。
实验目标
学校秉承航空报国传统，以立德树人为根本任务，致力培养具有责任意识、创新精神、国际视野、人文情怀的社会栋梁和工程精英。
本实验项目依据《***》课程大纲及关键知识点，结合运载火箭大型燃料贮箱的工程应用背景，以“大型燃料贮箱筒段和总体的搅拌摩擦焊接”为实验任务，构建了基于假想发射任务的虚拟仿真实验情景。实验旨在培养学生探究式的思维方式和解决复杂工程问题的综合能力，具体实验目标如下：
知识：以贮箱制造任务为驱动，系统全面掌握搅拌摩擦焊技术的概念、原理、方法和应用等基础知识，以及极端制造中的变形控制、工艺优化等前沿知识。
能力：具备大型薄壁构件搅拌摩擦焊接工艺方案的设计能力，能够针对燃料贮箱的制造需求，正确选择FSW工具，设计工装结构，并能够优化其加工参数。
素质：结合课程思政，厚植航空报国情怀、坚定制造强国理念、培养大国工匠精神，增强绿色环保的意识、严谨求是和自主探究的学习态度和方法。