机械原理及设计虚拟仿真实验的设计研究

发布时间：2020-12-21 20:19

　　机械学科传统实验教学存在诸多不利,如学生多设备少、安全性不足、设备落后、设备损耗大、地点限制等,为了解决这些问题,采用Unity3D三维引擎作为开发工具,综合运用三维建模、渲染、数据可视化等先进技术,融合国内外的先进教育理念,开发了一套集学习和训练为一体的机械原理及设计虚拟仿真实验系统,主要工作如下:1)轴系、汽油发动机虚拟装拆实验的设计开发。采用SolidWorks对实验所需的600余个零部件建立了三维参数化模型,根据零件间父子关系和装配序列等设计了一系列实验操作,编写大量C#程序,实现了接近实物操作效果的虚拟装配和拆卸,可用于补充或替代轴系和汽油发动机的真实装拆实验。2)提出面向装配序列规划的最小生成树方法。通过引入装配关系密切值l,定量的计算了零件间相互装配关系的密切程度,运用破圈法快速获得最佳装配序列,为虚拟装拆实验提供理论支持。3)常用机构的设计及动态运动仿真。对平面连杆和凸轮机构优化算法、运动学分析等深入研究,以此为基础通过Matlab/GUI开发参数化设计软件,提高了设计效率的同时实现了动态运动学仿真。4)系统集成与发布。研究各软件的接口技术,应用Unity3D设计软件U... 

【文章来源】：华北理工大学河北省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Unity3D引擎的功能模块

杆、凸轮等）的设计及仿真等实验进行开发，按照软件开发理及设计虚拟仿真实验平台的开发分为前期、中期和后期三确定、素材准备、场景搭建、脚本编写、系统集成、试用反如图 2 所示为虚拟实验的开发流程图。

本文所开发的虚拟实验平台是一个集成度极高的综合性系统，包含了多种实内容，如轴系的创新设计及拆装、汽油发动机的拆装、常用机构的创新设计及仿真、减速器设计及拆装、机构认知立体视频库等模块，每个模块又包含多种案例且支持后期更新扩充，如图 3 所示为虚拟实验平台的功能框架图。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Unity3D虚实结合的铁道单车制动实验培训系统[J]. 肖乾,韩瑞,刘行,龚嘉俊.  华东交通大学学报. 2018(05)
[2]Unity3D中碰撞检测问题的研究[J]. 武桐,王晓雨.  电子测试. 2018(01)
[3]采用改进差分进化算法的四杆机构轨迹优化[J]. 王琦,何仁.  机械设计与制造. 2017(09)
[4]基于混合遗传算法的虚拟装配作业过程规划[J]. 焦玉民,徐婷,刘斌,于光亮.  中国工程机械学报. 2017(04)
[5]基于Simulink的四杆机构及连杆点的运动学仿真研究[J]. 赵世田,付莹莹,曾勇,郑雷.  煤矿机械. 2017(05)
[6]残膜回收机凸轮廓线的设计与计算[J]. 刘旋峰,张杰,乔园园,郭兆峰,王春耀.  中国农机化学报. 2016(11)
[7]试论虚拟装配关键技术及其发展[J]. 李鹏宇.  山东工业技术. 2016(18)
[8]开放式构架产品装配序列规划[J]. 马红琴,彭庆金,张健,顾佩华.  工程设计学报. 2015(06)
[9]汽车运动控制三维虚拟实验系统研究[J]. 王文锋,王纪凯,邸立明,丁伟超.  计算机仿真. 2015(05)
[10]挖泥船抓斗机滚筒虚拟实验分析[J]. 徐赐军.  机械传动. 2015(03)

硕士论文
[1]汽车发动机故障虚拟实验系统研究[D]. 王铁强.湖南大学 2016
[2]机械液压虚拟实验仿真平台的设计与实现[D]. 吴涛.重庆大学 2016
[3]基于Unity3D的凸轮机构虚拟实验平台的研究与应用[D]. 韩瑞凯.石家庄铁道大学 2015
[4]基于Unity3D的虚拟实验系统的设计[D]. 吴景.广东工业大学 2015
[5]基于Unity3D的汽车发动机虚拟装配训练考评系统的设计与实现[D]. 倪萌.北京工业大学 2014
[6]基于Unity3D的虚拟实验系统设计与应用研究[D]. 朱柱.华中师范大学 2012



本文编号：2930442