機(jī)電產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)與仿真-文庫吧在線文庫
【正文】 布式 VR 訓(xùn)練環(huán)境不需要在各國(guó)重建仿真系統(tǒng) , 這樣不僅減少了研制費(fèi)和設(shè)備費(fèi)用 , 減少了人員出差的費(fèi)用以及異地生活的不適。 – 匹配性和干涉性檢查可以減少不合理的匹配帶來的打磨或再加工的費(fèi)用 – VP可以能以很高的精度和速度進(jìn)行匹配性和干涉性的自動(dòng)檢查，并列出所有的干涉情況。 – 機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析：分析外力作用下的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。 – 提供全參數(shù)、部分參數(shù)法、對(duì)角線法等試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。 ADAMS/Animation – 可選模塊，能使用戶借助于增強(qiáng)透視、半透明、彩色編輯及背景透視等方法，對(duì)生成的動(dòng)畫進(jìn)行精加工。 Suspension Design – 包括以特征參數(shù)（前束、定位參數(shù)、速度）表示的概念式懸架模型，定義在任意載荷和輪胎條件下的輪心位置和方向，從而快速建立包括橡膠襯套等在內(nèi)的柔體懸架模型。 ? ADAMS是世界上應(yīng)用最廣泛且最具有權(quán)威性的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件。 （ 2） 掌握一種機(jī)電產(chǎn)品虛擬仿真設(shè)計(jì)的軟件并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的仿真分析 。然后，在幾何模型上施加力功矩和運(yùn)動(dòng)激勵(lì)。 – 利用 CSM，不需要建立詳細(xì)的多體懸架模型，就可以研究系統(tǒng)級(jí)的車輛動(dòng)力學(xué)性能 – 不需要建立詳細(xì)的多體懸架模型，就可以研究系統(tǒng)級(jí)的車輛動(dòng)力學(xué)性能。 – 可將 ADA,MS的分析結(jié)果導(dǎo)入到 CATIA中，調(diào)整ADAMS部件名稱使之與 CATIA幾何體相一致，以便于顯示 – 用裝配的 CATIA幾何體動(dòng)畫顯示仿真結(jié)果 – 在運(yùn)動(dòng)情況下，產(chǎn)生幾何體部件的包絡(luò)線，執(zhí)行動(dòng)態(tài)干涉檢查 ADAMS/Car – MDI與 Audi、 BMW、 Renault和 Volvo等公司合作開發(fā)的整車設(shè)計(jì)軟件包。可直接讀入其文件數(shù)據(jù)，也可寫入 – nSoft耐用性分析軟件可以進(jìn)行應(yīng)力壽命、局部應(yīng)變壽命、裂隙擴(kuò)展?fàn)顩r、多軸向疲勞及熱疲勞特征、振動(dòng)響應(yīng)、各種焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等分析。 – 具有自定義的高級(jí)編程語言，支持命令行輸入命令和 C++語言。 ? 可制造性的評(píng)估 – 可加工性 ? 過程規(guī)劃驗(yàn)證 ? 加工過程仿真 – 組裝分析 ? 組裝規(guī)劃生成 ? 組裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ? 加工的管理 經(jīng)濟(jì)型和邏輯性以及產(chǎn)品控制需求 ? 人為因素分析 – 采用全尺寸產(chǎn)品樣機(jī)和真人大小模型進(jìn)行產(chǎn)品安全性、人機(jī)工程、可視性和操控性評(píng)估。 – BMW公司的 Antonino等認(rèn)為 VP采用軟件原型取代物理原型，并對(duì)原型的各種幾何特性和功能特性進(jìn)行仿真。仿真訓(xùn)練和教學(xué)訓(xùn)練是 DVE 的又一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域 , 包括虛擬戰(zhàn)場(chǎng)、輔助教學(xué)等。 ? ( 4) 智能化語音虛擬現(xiàn)實(shí)建模。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)未來發(fā)展展望 ? ( 1) 動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)。 虛擬現(xiàn)實(shí)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 – 西北工業(yè)大學(xué) CAD／ CAM研究中心、上海交通大學(xué) CIM研究所、上海交通大學(xué)圖像處理及模式識(shí)別研究所、國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所、華東船舶工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)系、華中科技大學(xué)CAD／ CAM中心、華中科技大學(xué)仿真中心、武漢理工大學(xué)智能制造與控制研究所及汽車學(xué)院、廣東工業(yè)大學(xué)等單位都進(jìn)行了一些有成效的研究工作和成功嘗試。 虛擬現(xiàn)實(shí)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 – 浙江大學(xué) CADCG國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)、分布式虛擬環(huán)境的建立、多細(xì)節(jié)層次模型、真實(shí)感三維重建、基于幾何和圖像的混合式圖形實(shí)時(shí)繪制算法等領(lǐng)域開展了深入的研究，在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生了廣泛的影響。 – 英國(guó)的高級(jí)機(jī)器人研究有限公司 (ARRL)關(guān)于遠(yuǎn)程呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)研究主要包括 VR技術(shù)重構(gòu)問題。 例如 ， 波音公司的 V22運(yùn)輸機(jī)就是先在實(shí)驗(yàn)室中造出虛擬機(jī)后再投人生產(chǎn)的 。 – 麻省理工學(xué)院 (MIT)是一個(gè)一直走在最新技術(shù)前沿的科學(xué)研究機(jī)構(gòu)。 3D聲音生成器是利用人類定位聲音的特點(diǎn)生成出 3D聲音的一套軟硬件系統(tǒng)。 常見的數(shù)據(jù)手套 虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)構(gòu)體系 （ 4） 三維鼠標(biāo) 普通的鼠標(biāo)只能感受在平面的運(yùn)動(dòng) ， 而立體鼠標(biāo)能夠感受用戶在六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng) 。 ? 4)通用的商用工具軟件包：如： WTK， VRML等。 機(jī)電產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)與仿真 姚進(jìn) 教授 本次課的內(nèi)容 1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述 2 虛擬樣機(jī)技術(shù) 3 課程教學(xué)與考試 1 虛擬技術(shù)（ (Virtual Reality) ） ? 定義和特征 ? 虛擬設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系及支撐技術(shù) ? 虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展歷程 ? 虛擬現(xiàn)實(shí)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ? 虛擬現(xiàn)實(shí)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述 定義和特征 ? 概念 “虛擬現(xiàn)實(shí)”（ virtual reality，簡(jiǎn)稱 vr）是用 計(jì)算機(jī)技術(shù) 來生成一個(gè)逼真的三維視覺、聽覺、觸覺或嗅覺等感覺世界，讓用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā)，利用自然的技能 和 某些設(shè)備對(duì) 這一生成的虛擬世界客體進(jìn)行瀏覽和交互考察。 虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)構(gòu)體系 ?虛擬現(xiàn)實(shí)硬件基礎(chǔ) ? （ 1）概論 ? 虛擬現(xiàn)實(shí)常用的主要硬件設(shè)備包括：高性能計(jì)算機(jī)；廣角（寬視野）的立體顯示設(shè)備；觀察者（頭、眼）的跟蹤設(shè)備；人體姿勢(shì)的跟蹤設(shè)備；立體聲；觸覺、力學(xué)反饋；語音輸入輸出等硬件設(shè)備。 虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)構(gòu)體系 ? （ 5）數(shù)據(jù)衣 數(shù)據(jù)衣采用與數(shù)據(jù)手套相同的光纖彎曲傳感技術(shù)，將大量的光纖安裝在一個(gè)緊身衣服上，它能測(cè)量肢體的位置，然后用計(jì)算機(jī)重建出圖像。 人類進(jìn)行聲音的定位依據(jù)兩個(gè)要素：兩耳時(shí)間差和兩耳強(qiáng)度差 其他硬件 ? 雙筒全方位顯示器 (Binocular OmniOrientation Monitor— BOOM） ? 立體投影顯示 ? 立體眼鏡 ? 等等 虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 ? 發(fā)展歷程 1965年 Sutherland提出 1966年 開始 HDM的研究 1968年 研制出第一臺(tái) HMD 1975年 Myron Krueger提出 AR的思想 1985年 研制出數(shù)據(jù)手套 1986年
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