UE4在高校设计类专业虚拟现实课程中的教学应用

随着虚拟现实技术的不断发展与成熟,许多高校开设了虚拟现实类课程,这类课程大多以讲授三维建模、动画、灯光渲染等技术为主。课程中所完成的作品多以三维动画短片的形式展示。UE4作为一款游戏开发引擎,所开发的产品可兼容多款主流沉浸式虚拟现实设备。现通过对UE4所具备的功能模块以及设计行业内工种分类情况进行分析,探讨了虚拟现实类课程建设中UE4内容的教学方向、课程相关性以及教学重点。     

不同节理夹角煤单轴压缩力学和声发射响应及影响机制

煤岩的力学特性和声发射响应规律对冲击地压监测预警至关重要,为研究加载方向与节理面夹角(α)对煤样力学特性、裂纹扩展方式及声发射响应的影响,对不同加载方向与节理面夹角的煤样进行单轴压缩试验,并分析了力学和声发射信号响应规律。结果表明:加载方向与节理面夹角对煤样力学特性和声发射响应规律有显著影响。随α增大,峰值载荷和破坏时间均呈先微降后增大的趋势,峰后破坏时间从0°到30°出现陡降趋势。α≤45°煤样的应力-应变在峰值或峰值后出现震荡起伏现象,单轴抗压强度和应变量均小于α45°的煤样。α45°煤样的应力-应变曲线在峰值或峰值后无震荡起伏现象;α≤45°的煤样受力以平行节理面应力分量为主,更容易产生沿节理面的滑移破坏,振铃累计值陡增和大能量声发射信号主要集中在峰后阶段,声发射信号与应力降具有很高的相关性。α45°的煤样受力以垂直节理面应力分量为主,更容易产生挤压摩擦破坏,在应力稳定上升阶段就伴随着大量的声发射信号,大能量声发射信号主要集中在峰前阶段;随α增大,煤样表现出的冲击倾向性越强,声发射信号以45°为界表现出不同的峰前峰后特征。因此,鉴定煤冲击倾向性和利用声发射进行冲击地压监测预警时,需充分考虑煤层节理面与现场受力情况。     

平行四边形式收砟机构设计与分析

收砟机构作为铁路小型收砟机的重要执行部件,其可靠性直接影响机器性能。针对一种平行四边形式收砟机构进行了设计与仿真分析:对结构尺寸进行参数化设计后利用SolidWorks建立三维模型并导入ADAMS中进行仿真分析。其中,参数化设计得到机构基本杆长尺寸与机器设计高度之间的关系,为因底盘高度变动造成机构杆长尺寸变化提供快速计算依据;虚拟样机仿真后得到收砟机构的动力学特性,当收砟耙宽度为450 mm,驱动速度为225 mm/s时,最大受力点为滚轮所在铰接点,数值为3967.7 N;斜收最大驱动力为5602.3N;以上数值为机构强度校核、后续控制与液压系统的设计提供可靠依据。并针对实际工作中负载不均衡造成收砟机构滚轮磨损严重问题,进行了结构优化。     

ADAMS与ANSYS在自卸车副车架强度分析中的研究

针对副车架在卸载工况下进行有限元分析时所需要的载荷边界条件难以精确测量的实际问题,以某矿用自卸汽车为研究对象,依据多体系统动力学和第四强度理论,联合应用ADAMS和ANSYS两大软件对自卸汽车副车架进行卸载工况下的强度分析。研究结果表明:建立合理的虚拟样机,就能够通过ADAMS/PostProcessor获得副车架在卸载工况下进行有限元分析的精确载荷条件;在货物处于下滑临界阶段,不论是正常卸载,还是极端危险卸载,与副梁的屈服极限343MPa相比,副车架的最大应力值分别增大了1.7%和12.5%,其强度不满足作业要求,为副车架结构的改进提供重要的力学支撑。     

计及储能动态的VSG惯量阻尼自适应控制研究

随着风力发电、光伏发电等新能源发电渗透率增加，电力系统的等效惯量和等效阻尼逐渐减小，其稳定性问题变得越来越严峻。虚拟同步发电机（virtual synchronous generator， VSG）技术的提出能有效地解决这一问题。然而，传统的VSG并网逆变器采用恒惯量和阻尼控制，在系统受到扰动时，其鲁棒性较差。因此，为增强系统的鲁棒性，优化其频率响应曲线，本文提出了一种计及储能装置动态特性的并网VSG惯量阻尼自适应控制策略。首先，阐述了VSG的基本工作原理，然后通过建立其数学模型分析不同旋转惯量和阻尼系数对系统输出特性的影响。在此基础上，结合同步发电机（synchronous generator， SG）功角特性曲线和频率振荡曲线设计出旋转惯量和阻尼系数的自适应控制策略，该控制策略通过引入惯性环节以较好地匹配储能装置的动态特性。最后，通过MATLAB/Simulink仿真软件对比分析了所提控制策略和传统的VSG恒惯量和阻尼控制，结果验证了所提控制策略的正确性。     

提升机钢丝绳张力不平衡研究

利用相对节点法对钢丝绳建模的方法进行了理论推导,为钢丝绳虚拟样机的建立和分析奠定了基础。然后利用仿真软件RecurDyn对钢丝绳虚拟样机进行了动力学分析,通过钢丝绳长度差和摩擦轮直径偏差对张力不平衡研究分析发现,不同时刻下钢丝绳长度差和直径偏差量对钢丝绳张力影响规律相似,且同等偏差量条件下直径偏差量在张力不平衡中起着主导作用,主要影响了钢丝绳的使用寿命。钢丝绳张力不平衡研究为钢丝绳安全生产提供了一定的参考依据。