液压支架虚拟样机设计及应用

虚拟样机用来代替真实样机,用计算机仿真模型数字化技术代替物理样机设计和制造,有多体系统运动学和控制理论等为核心。文章分析了液压支架虚拟样机功能组成,对液压支架虚拟样机设计和应用做了分析。     

综采工作面三机虚拟协同关键技术研究

针对当前综采工作面虚拟仿真数字化设计程度低、虚拟模型不可控、协同配套运行不匹配不协调的问题,在虚拟现实引擎Unity3D下,对综采工作面三机虚拟协同关键技术进行研究。建立了全景综采虚拟现实场景,重点对三机虚拟模型构建与修补、刮板输送机虚拟弯曲、采煤机虚拟运行行走和采煤机与液压支架相互感知等关键技术进行研究。以端部斜切进刀双向割煤方式为例进行分析,发现原型系统可以非常生动形象且真实地再现综采工作面三机的动态配套关系、姿态和性能等运行状况,并可根据不同的工况对采煤机牵引速度与液压支架跟机距离进行规划。本技术提升了综采虚拟现实的数字化设计水平,可以为综采工作面规划、分析与决策提供足够技术支持。     

液压防后倾装置特性建模及起重机防后倾研究EI北大核心CSCD

为求解起重机突然卸载冲击液压防后倾装置的动态响应问题,提出一种液压防后倾装置特性建模方法。将液压防后倾装置简化为变阻尼缓冲模型,对模型的管路特性和插装阀特性分别进行理论分析,建立描述液压防后倾装置缓冲特性的一般方法。通过系列特性试验,分离缓冲力中的阻尼力分量,辨识出描述液压防后倾装置阻尼特性的参数。将液压防后倾装置模型作为随速度变化的虚拟力集成入起重机刚柔耦合模型中,构成起重机虚拟样机模型。通过起重机卸载冲击仿真,获得描述卸载载荷和阻尼力关系的仿真曲线,通过起重机防后倾试验,验证了仿真模型的准确性。这一试验建模方法为准确求解一类弹性结构与液压缓冲系统之间的复杂动力学响应提供参考。     

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真分析

虚拟样机技术的应用为解决液压挖掘机的设计开发提供了方法和手段。但目前由于条件受到限制,还是较少单位会对样机进行运动学仿真分析,这就大大降低了设计方案的可行性。本文用Pro-E对液压挖掘机进行了三维建模,并进行了虚拟装配,建立了挖掘机工作装置的虚拟样机。最后,通过在动力学仿真软件ADAMS中建立了挖掘机工作装置的虚拟样机系统,完成了模型的前处理工作,并校验了模型的正确性。     

舰船轴系用液压螺栓抗冲击性能的数值仿真

液压螺栓由于装拆方便,可承受大扭矩而在舰船轴系中得到广泛应用。基于非线性接触理论,建立某型液压螺栓接触有限元分析模型,获得最大扭矩工况下液压螺栓的接触应力。基于现代冲击基础理论,建立液压螺栓抗冲击仿真模型,分别采用频域法和时域法对其进行考虑接触应力时的抗冲击性能仿真。计算得到该液压螺栓冲击载荷作用下的应力分布,为其抗冲击设计与评估提供依据。研究结果表明该液压螺栓符合抗冲击要求。     

虚拟联动仿真技术的实现与应用

为解决机械设备在研发设计完成时,必须借助实物 PLC 对设备的性能进行虚拟仿真验证,并且不能对PLC 程序的合理性进行检验等问题,提出了虚拟联动仿真的概念。 采用构建虚拟设备与虚拟 PLC 运行环境的方法,利用高级语言实时传递和处理虚拟 PLC 与虚拟设备之间的信号,并将运行情况和故障等信息在虚拟场景中表现出来,最终实现了不依赖实物 PLC 对机械设备的性能进行虚拟仿真验证,同时可以检验 PLC 程序的合理性,拓展了虚拟仿真的新思路。 以喷印机运动控制仿真为例,论述了虚拟联动仿真技术的必要性与可行性。     

综采工作面快速移架方式

综放工作面液压支架移架方式通常有两种:一种是"追击移架"的作业方式,另一种是"分段移架"的作业方式。综放工作面液压支架快速移架方式的选择,还与液压支架操作工的技术熟练程度有直接关系,液压支架操作工必须掌握液压传动基础知识,液压支架的构造与动作原理,液压支架维修保养和故障处理,这样在移架时就能更好地做到快速移架。     

可供性视域下博物馆非遗虚拟仿真系统设计研究

目的 探究可供性视域下博物馆非遗虚拟仿真系统设计方法。方法 首先概述了博物馆场景下,非遗虚拟仿真系统的现状,并对可供性理论及其应用进行梳理和提炼,提出可供性应用于博物馆非遗虚拟仿真系统设计的意义;其次从可供性视角分析博物馆非遗虚拟仿真系统设计层面存在的问题,进一步提出将可供性引入非遗虚拟仿真系统设计的机会和意义;最后通过分析非遗虚拟仿真系统的可供性设计节点特性,并结合前期相关研究,构建基于可供性理论的博物馆非遗虚拟仿真系统设计方法,并以广彩瓷虚拟仿真系统为例进行设计实践与可行性验证。结论 研究结合可供性理论,提出可供性视角下博物馆非遗虚拟仿真系统设计可分为功能结构层、场景交互层、信息设计层与文化分为层,并分别提出显性知识数据库构建与隐性知识可视化教学、空间仿真、实体仿真与结构仿真、表征引导信息与情境反馈信息、视觉元素非遗化与听觉媒介沉浸化设计原则,形成面向博物馆非遗虚拟仿真系统的设计方法,为构建自然交互体验的非遗虚拟仿真系统设计提供参考。     

基于压缩感知和快速波叠加谱方法的近场声全息

在等效源法近场声全息理论的基础上,将等效源强和积分核函数在轴对称虚拟面上进行双向傅里叶级数展开,使待求的源强向量转化为稀疏的傅里叶展开系数向量,并结合压缩感知重构算法中的基追踪降噪算法建立了一种基于压缩感知和快速波叠加谱的半解析、半数值等效源近场声全息方法.利用脉动球源与长条形声源对比了所提方法与传统压缩等效源法的声场...     

基于实测载荷谱和仿真载荷谱的底盘疲劳分析及对比

由于实测载荷谱存在应用范围小,需要改制骡车进行试验采集,且成本较高的特点,从而促进了基于虚拟路面的仿真载荷谱获取技术的发展,仿真载荷谱既不受骡车限制,且成本也低。以实测载荷谱为基准,验证了基于3D虚拟路面的仿真载荷谱的精确性和实用性。建立某试验场共振路2的3D虚拟路面和某车型整车多体动力学模型,获得仿真载荷谱;将六分力传感器实测的载荷谱与仿真载荷谱进行时域、频域和损伤的对比,验证了仿真载荷谱的精确性;对底盘部件疲劳仿真分析下的损伤进行对比,发现两种载荷谱下的疲劳损伤分布趋势完全一致,摆臂与转向节的最大损伤比值分别为1.79和2.43,验证了3D虚拟路面和整车多体动力学模型构建方法的正确性,以及基于3D虚拟路面提取的疲劳载荷谱的工程实用性。     

基于虚拟现实的截流施工动态可视化仿真研究

利用虚拟现实和3dsmax技术进行了截流施工场景三维仿真建模,并在此基础上,结合龙口水力指标的动态计算,提出了基于虚拟现实的截流施工三维动态可视化仿真技术,实现了截流过程的逼真预演和多方案的比较分析,从而为截流组织设计与决策提供了强有力的可视化分析手段。     

虚实结合的可穿戴产品适合性检验研究

目的 为了更科学地研究和检验可穿戴产品的适合性,提出一种适合性检验方法,能够精确保留现实环境中的产品佩戴关系,并能将现实与虚拟的适合性检验研究相结合,得到合理的适合性检验结果.方法 以虚拟现实眼镜的适合性检验为例,通过高精度的三维测量技术将现实环境中的人、产品以及人—产品佩戴关系转化为三维虚拟信息,并以人—产品佩戴三维模型为参考基准对齐人和产品的虚拟模型,得到保留现实佩戴关系的人—产品佩戴模型组,再应用偏差分析法得出人—机佩戴区域的可视化适合性结果和统计数据,结合主观评价方法进一步分析产品的适合性.结论 虚实结合的产品适合性检验方法可在虚拟环境中高精度地保留现实环境中的人—产品佩戴关系,并能得到可视化的适合性检验结果,为检验和指导产品的适合性提供依据.     

应用Java3D技术构造网络虚拟现实环境的方法

Java3D是Java语言在三维领域扩展的一组API,可用于快速构建虚拟现实环境.通过比较两种创建虚拟现实环境的方法,提出一种利用Java3D技术创建虚拟现实环境的方法.着重介绍了利用Java3D构建虚拟现实环境的几个关键技术和具体实现方法,并实现了一个原型系统,同时给出了系统结构和功能.用户可以利用该系统非编程快速搭建所需的三维场景,并且能实现人与场景的交互.     

基于虚拟现实技术的下肢骨折手术应急训练系统设计

目的针对虚拟现实技术的优势及特点,以下肢骨折手术中突发静脉出血为例,探讨虚拟现实技术在手术应急训练领域的创新应用。方法首先以虚拟现实技术的理论和其在医学领域的应用现状为基础,通过分析骨科手术中的风险因素及传统手术仿真训练方式在突发状况训练方面存在的缺陷,提出虚拟现实技术应用手术应急训练领域的必要性。然后采用用户访谈及文献研究等方法建立手术相关的医疗数据库,最后基于UnrealEngine4软件开发出虚拟手术应急训练系统,并且针对可穿戴的交互设备进行创新设计。结论虚拟现实技术在下肢骨折手术应急训练领域的应用是一个新的研究方向。基于虚拟现实技术的手术应急训练系统不仅可以实现传统的手术仿真模拟训练,而且可以实现手术中的应急反应训练,从而提高医生在手术中的操作技能和应急反应能力。它解决了传统手术训练方式难以实现应急反应训练的问题,具有操作简单,成本低及体验感强等特点。     

基于真实世界隐喻的虚拟现实用户界面范式研究及应用

目的 基于真实世界隐喻,研究虚拟现实用户界面范式,并指导应用实践。方法 通过整理虚拟现实和用户界面的相关文献资料,以基于真实世界的交互（RBI框架）作为指导,引出真实世界隐喻4个方面的要素,对比WIMP范式各个基础元件所承载的作用,研究虚拟现实用户界面范式。结论 提出了虚拟现实用户界面SOMM范式,分析了SOMM范式每一个要素,描述了用户在虚拟现实中的三维交互过程,并应用于工业机器人VR岗位实训系统用户界面当中,验证了SOMM范式的可行性。SOMM范式能让用户在虚拟现实环境中执行自然人机交互,减少了用户认知转换负荷,为其他研究者和设计师提供了指导和思路。     

虚拟实验室交互设计研究

分析了虚拟实验室的概念、特点和发展趋势,结合已有的虚拟实验室建设情况及计算机虚拟现实的技术发展,对虚拟实验室进行了分类,进而分析了各类型虚拟实验室的适用场景及发展方向。在此基础上,着重分析了基于三维视觉效果的虚拟实验平台建设过程,论述了Virtools交互设计软件以及3Dsmax三维建模软件的设计过程,并以纺织教学中的常用仪器络筒机为例进行分析,尝试构建虚拟实验室。     

虚拟现实技术与虚拟校园的研究与实践——以潍坊学院虚拟校园建设为例

虚拟现实技术为基础的虚拟校园研究是数字化校园建设的重要内容。以潍坊学院的实景校园为研究对象,采用具有针对性的三维建模和渲染技术,构建逼真的校园环境。建立了虚拟校园的结构框架及功能模块。结合虚拟现实技术、多媒体技术和网络技术构建了虚拟校园系统,实现了虚拟校园交互式导航与网络发布和运行。     

混凝土湿喷机臂架系统的动力学建模与分析

 针对混凝土湿喷机臂架系统的液压油缸驱动力难以显式计算的问题,采用解析几何法和拉格朗日方程建立混凝土湿喷机臂架系统的动力学模型．将驱动油缸等效为活塞杆沿着套筒运动的二连杆机构,这样臂架成为不完全开链的十连杆机构．采用解析几何法,推导臂架杆件转角与液压油缸行程的函数关系,即臂架系统的运动学方程．在运动学基础上根据拉格朗日动力学方程,建立广义力（液压油缸驱动力）对广义坐标（油缸行程）的数学模型．仿真分析时选择了湿喷机的一个典型工作过程,利用符号运算工具MAPLE求解广义力的解析式,并导入MATLAB进行数值求解．同时,利用PRO/E的机构动力学仿真工具对臂架进行分析．对比可见MATLAB与PRO/E仿真结果相吻合,验证了混凝土湿喷机臂架系统动力学模型的正确性．最后,结合动力学模型分析驱动油缸铰点位置变化对油缸工作过程中最大驱动力的影响,结果表明原湿喷机臂架系统结构有待进一步优化．因此,该动力学模型为油缸选型和油缸受力优化提供了理论依据．