盾构机虚拟培训关键技术

基于虚拟现实交互技术,开发了适于盾构机隧道施工操作的虚拟培训系统。采用成组混合LOD技术生成了盾构虚拟样机模型,并构建了盾构机挖掘隧道的虚拟三维工作场景。通过对模型和场景的优化,使其场景效果更加逼真,交互操作更为流畅,模型加载效率提高了75%以上。该虚拟培训系统同时集成了施工经验、维护经验等数据库,为盾构施工培训提供了强有力的工具,大大提高盾构施工人员的培训效率。     

虚拟维修中表面间碰撞检测问题研究

基于几何约束的虚拟样机中,表面间的碰撞检测是实现维修操作的必要条件.目前有一些公用的碰撞检测工具包,但这些碰撞检测工具包一般支持多面片模型,并没有利用CAD模型中的表面信息,无法确定发生碰撞的表面.该文针对虚拟维修操作的特点,提出了一种新的场景图数据结构.在该场景图下采用表面-三角面片映射和表面-对象映射,在通用的碰撞检测工具包的基础上实现表面间的碰撞检测.最后,描述了约束管理系统的结构,利用该系统可对碰撞检测系统中发生碰撞的表面进行约束识别和求解,从而有效地支持虚拟维修中的装配和拆卸操作.     

面向大型产品虚拟展示的数据管理方法研究

合理有效的模型数据管理是在桌面虚拟环境中实现大型产品虚拟展示的关键问题。针对大型产品模型数据量大、结构复杂的特点,采用关系型数据库管理模型数据。设计了场景图管理方法,并基于NUR算法实现内存动态调度,充分利用系统内存空间。综合利用视锥体裁减、隐藏面删除和几何体数据合并等模型简化与显示优化技术,提高场景渲染效率。基于以上方案设计实现了机车虚拟装配与展示系统,验证了所采用方法的有效性。     

红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法;利用虚拟样机可代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估;红外成像导引头涉及光、机、电、控制等多种技术专业范围,虚拟样机设计平台为红外成像导引头设计及仿真提供了虚拟样机环境,可以缩短导引头的开发周期,降低设计成本和风险;主要介绍了红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统的组成、功能,工作原理,并对基于虚拟样机设计与仿真系统的红外成像导引头研制流程进行了探讨;将虚拟样机设计与仿真系统应用于红外成像导引头的研制,可大大缩短其研制周期、降低研制成本.     

基于图像方法建模构建室外虚拟场景

室外虚拟场景漫游系统往往模型复杂，但需要交互的模型少。因此运用基于图像方法建模会大大降低模型的复杂度且具有更强的真实感。本文通过实例讨论了这种方法的在漫游系统具体应用。     

基于虚拟现实的现场监控系统的实现

介绍了基于虚拟现实的现场监控系统的实现方法,详细阐述了虚拟场景图及虚拟设备类库这两项关键技术的开发思路和方法。     

基于虚拟维修的CAD-VR建模及优化技术研究

虚拟维修样机建模是开发虚拟维修训练系统的首要和关键性问题。本文分析了基于虚拟维修的CAD-VR模型的建模思路和建模要求,分别从几何建模、物理建模、模型转换、模型优化等方面探讨了某型导弹战车建模及模型优化关键技术,所建立的样机模型已成功在某型导弹战车虚拟维修训练系统中得到了应用。     

面向并行工程的虚拟样机设计方法研究

虚拟样机是一种能够反映实际产品特性的数字化模型,可有效支持并行工程和并行设计。在分析了虚拟样机与并行工程关系的基础上,提出了基于虚拟样机的产品研发方法,并阐述了虚拟样机设计方法一体化解决方案。     

虚拟环境中面向装配设计的数据场景图研究

作为虚拟环境中的数据结构，场景图的构建是虚拟现实技术领域的重要研究问题之一。针对虚拟装配设计系统的要求，讨论现有商业VR软件在开发虚拟装配设计时存在的限制，提出一个基于场景图的多层次虚拟装配设计模型VAM．在现有VR软件和VAM的基础上，说明了虚拟装配设计时的路径规划、序列生成、零件之间的约束关系等的表示和应用。     

虚拟样机导弹系统的建模方法与模型确认

基于"十五"预研项目《武器装备虚拟样机仿真演示系统》的研究,提出了虚拟样机导弹系统的层次化、模块化的建模原则和方法;分析了建模与VV＆A的关系,采用建模与VV＆A同步进行的研究模式;将专家系统和决策理论应用于模型的确认,给出了模型确认的专家系统的设计原理和方法。为虚拟样机导弹的应用提供科学有效的决策依据。     

基于数据构造的仿真技术及应用

介绍了基于数据构造虚拟原型开发技术的概念及两个关键技术，通过和现有虚拟原型开发技术比较，给出基于数据构造虚拟原型技术的优点。着重分析在计算机虚拟实验系统开发过程中，如何通过数据构造计算机虚拟器件，以及如何利用数据驱动机制通过虚拟器件的数据模型来实现器件的功能、属性，并最终实现整个虚拟实验。     

复杂产品虚拟样机数据管理研究

解决了复杂虚拟样机涉及的数据量大、人员分布广等问题,提出将产品数据管理运用到虚拟机床系统中的重要性.首先对虚拟样机,虚拟开发系统及产品数据管理做了概述.之后结合复杂产品虚拟样机的特点,总结出作为其支撑平台的产品数据管理系统所要具备的要求,针对这些要求重点研究了PDM系统的功能结构树.在对系统结构和功能分析的基础上,认为基于CORBA和Web的产品数据管理是适应复杂虚拟样机特点的有效手段,最后对其实现的技术路线进行了探索.     

装备虚拟样机及其应用研究

首先对机械系统进行动力学研究的必要性进行了说明,介绍了机械系统动力学仿真系统ADAMS,阐述了建立模拟样机的特点,根据火炮的运动特点,划分了火炮的拓扑结构和自由度,在对火炮受力分析的基础上,结合Fortran语言编程,在ADAMS平台上建立了火炮虚拟样机。最后提出用虚拟样机技术对火炮进行故障评估和寿命预测构想,为装备质量评估提供了一条新的途径,并对虚拟样机在未来的应用前景进行了展望。     

虚拟环境下机械装备故障预测理论与技术研究进展

在讨论故障诊断领域的研究现状的基础上,分析了机械故障预测技术的发展趋势,探讨了开展虚拟环境下机械故障预测技术研究的力学需求和动力学仿真需求,介绍了机械系统虚拟样机技术,分析了典型机械装备虚拟样机的建造方法及虚拟环境下的样机校核方法,提出了基于虚拟样机的故障仿真预测技术,设计了机械装备故障仿真预测系统的模块化结构,为实现机械故障的早期预测和预知维修开辟了新的思路,这是国际潮流的＂可持续发展思想＂和我国提出的＂清洁化生产模式＂在诊断工程中的具体体现,是现代诊断技术的＂可持续发展模式＂,具有良好的工程应用前景.     

快速原型虚拟逼真设计原理及体系结构

在分析设计的特点和发展趋势的基础上,提出快速原型虚拟逼真设计,并对其特点和原理进行了讨论,快速原型虚拟逼真设计是面向并行工具,基于虚拟原型和虚拟环境仿真的设计,强调虚拟原型的快速生成和演化,在关键技术,原型系统以及开发环境三个层次上论述了快速原型虚拟逼真设计的研究,提出快速原型虚拟逼真设计模型以及基于该模型的体系结构。     

复杂产品虚拟样机支撑平台的初步研究与开发

该文主要研究并介绍了复杂产品虚拟样机支撑平台研究项目取得的阶段研究成果，包括支撑平台体系结构及其关键技术等，尤其重点介绍了目前自行开发集成的，开放的，基于标准支持多领域复杂产品虚拟样机工程的支撑平台，并给了两个基于支撑平台的典型虚拟样机开发应用案例。初步实践表明复杂产品虚拟样机支撑平台可看作为下一代企业协同应用各领域CAx/DFx工具的有效手段。最后，对进一步研究工作进行了展望。     

回旋加速器虚拟控制系统框架设计

回旋加速器虚拟控制系统是用来模拟回旋加速器控制系统，进行控制算法的验证。通过三维模型形象直观的显示系统的运行，为回旋加速器虚拟样机的整机设计提供帮助，从而减少系统硬件实现阶段的修改。该系统采用三层分布式设计结构，最上层为中央控制台和三维显示系统，中间层主要由数据库和仿真程序组成。最下层是回旋加速器的数字模型。系统在LabVIEW、MATLAB、OpenGL和VC环境中初步开发，具有良好的可靠性和可扩展性。     

车辆系统集成化建模与换档规律特性仿真

将传动系统的虚拟样机模型与操纵控制系统的模型集成起来,实现对包括发动机、液力变矩直至行动系统在内的换档动态特性的仿真,建立换档规律、液压控制系统、动力传动系统及行动系统的集成化模型,并在虚拟样机及控制软件中实现多学科多软件的联合仿真,在对车辆的32 km/h加速性能的仿真试验中,得到相应的仿真时间以及相关动力传动系统的动态特性.     

虚拟样机三维表现系统设计与实现

虚拟样机是一种新型的基于一体化产品和过程开发策略的新的设计、开发手段。本文首先介绍了协同虚拟样机的基本概念和样机设计过程中对可视化的要求,接着对虚拟样机三维表现系统进行设计,最后对支持虚拟样机分布表现的虚拟样机软总线技术和同步技术进行分析。