基于VR技术的湿式多盘制动器工作过程仿真研究

发布时间：2017-05-06 04:03

  本文关键词：基于VR技术的湿式多盘制动器工作过程仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：湿式多盘制动器是一种全封闭型制动器，具有防爆、防尘、制动力矩大、冷却效果好、易于系列化等优点。本文以5吨装载机用湿式多盘制动器为研究对象，对其工作过程虚拟仿真涉及的一些关键技术问题进行研究，如回位弹簧的压缩与拉伸、管道流体的流动、齿轮机构运动等过程虚拟仿真的实现，并在此基础上实现湿式多盘制动器的整机工作过程的虚拟仿真。文章以虚拟现实开发软件Open Inventor为平台，SolidWorks为建模软件，建立三维虚拟场景，，结合Open Inventor的场景图、引擎、传感器等机制，通过面向对象的编程方法实现湿式多盘制动器工作过程的虚拟仿真。 近年来，虚拟现实技术在工程领域得到了广泛的应用，但迄今为止，关于弹簧的虚拟现实仿真在国内还未实现，这成为制约虚拟现实技术推广的一大瓶颈。本文首先将一系列圈数相同、节距不同的弹簧三维模型导入到虚拟场景中，然后根据动画原理，使弹簧按照预先设计的时间顺序逐个显示、消隐，从而实现弹簧工作过程的虚拟仿真。借助SolidWorks Simulation对弹簧压缩过程进行应力和应变的分析，然后展现在虚拟场景中，实现弹簧工作的工程分析可视化。 粒子系统是迄今为止模拟不规则模糊物体最为成功的一种图形生成算法，在火焰、烟雾、水流等这些抽象物体的模拟中取得了广泛应用。油液属于不规则物体，其流动的仿真实现需要借助粒子系统，本文以Open Inventor中的粒子系统为基础，通过设计优化粒子系统各个参数，模拟油液在管道中的流动，然后结合定时器队列传感器、响应函数的调用来实现液压缸内油液的流动仿真。 行星轮传动结构紧凑、承载能力强，因此广泛应用于航空、船舶、汽车、冶金等各个领域。本文利用Open Inventor里面的旋转节点并结合定时器队列传感器，预先设定合适的啮合齿轮的转速，实现齿轮的啮合仿真，并在此基础上结合场景图技术实现行星减速机构的运动仿真。 综合以上三个关键实现技术，应用场景图技术，构建湿式多盘制动器工作过程仿真的场景图，结合传感器与引擎机制，实现制动器的工作过程仿真。
【关键词】：湿式多盘制动器 虚拟现实仿真 弹簧 Open Inventor 粒子系统 齿轮啮合 场景图技术
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH134;TP391.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 课题背景和研究意义10
• 1.2 课题来源10-11
• 1.3 课题研究现状11-12
• 1.4 论文预期目标和主要研究内容12-13
• 1.5 论文结构安排13
• 1.6 本章小结13-14
• 2 课题研究相关理论知识14-27
• 2.1 VR 技术14-16
• 2.1.1 VR 技术简介14-15
• 2.1.2 虚拟现实开发工具15-16
• 2.2 Open Inventor 相关知识16-24
• 2.2.1 Open Inventor 场景数据库17-18
• 2.2.2 Open Inventor 场景图18-20
• 2.2.3 Open Inventor 传感器和引擎20-23
• 2.2.4 基于时间触发的物体运动的控制23
• 2.2.5 Open Inventor 纹理映射23-24
• 2.3 Open Inventor 程序开发方法24-25
• 2.4 三维模型建立25
• 2.5 动画原理25-26
• 2.6 本章小结26-27
• 3 仿真过程的研究与实现27-45
• 3.1 弹簧工作过程的虚拟仿真研究27-34
• 3.1.1 建立弹簧三维模型27-28
• 3.1.2 场景图的建立和仿真过程的实现28-30
• 3.1.3 仿真结果30
• 3.1.4 弹簧工作过程的工程分析及仿真实现30-34
• 3.2 管道流体的虚拟仿真研究34-39
• 3.2.1 粒子系统的思想34
• 3.2.2 Open Inventor 中粒子系统的运行机制34-36
• 3.2.3 圆柱状油液的模拟思路36-37
• 3.2.4 油液沿管道内流动的仿真实现37-39
• 3.3 齿轮机构运动仿真的研究39-43
• 3.3.1 三维模型的导入39-40
• 3.3.2 齿轮啮合仿真的思想40-41
• 3.3.3 场景图的建立41-43
• 3.4 本章小结43-45
• 4 湿式多盘制动器应用实例45-53
• 4.1 湿式多盘制动器工作原理45-46
• 4.2 仿真过程开发环境46
• 4.3 制动器三维模型在虚拟场景中的装配46-49
• 4.4 虚拟场景中的红绿立体显示49-50
• 4.5 制动器工作过程虚拟仿真展示50-52
• 4.6 本章小结52-53
• 5 总结与展望53-55
• 5.1 总结53-54
• 5.2 展望54-55
• 参考文献55-58
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果58-59
• 致谢59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王国庆，吴广茂，刘天时;虚拟现实(VR)技术及其应用[J];航空计算技术;1994年02期

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  本文关键词：基于VR技术的湿式多盘制动器工作过程仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：347676