基于PC的虛擬樣機集成仿真平臺及其關鍵技術的研究.pdf

1、當今，產品需求的多樣化進一步擴大，個性化需求得到迅速增強，能否以最短的時間和最低的成本設計出適應市場需求、質量最好、環(huán)境負荷最小的產品將決定一個企業(yè)的效益乃至生存。虛擬樣機技術無疑可以幫助企業(yè)提高產品設計成功率，縮短產品設計周期。由于虛擬樣機的“貴族化”身份，使得正需要此項技術的廣大潛在的中小型制造企業(yè)用戶無法使用。本文研究的目標為：在PC機上研究虛擬樣機集成仿真平臺的實現(xiàn)原理與方法，以滿足廣大中小企業(yè)對虛擬樣機技術的應用要求。論文的主

2、要內容和成果如下： ①裝配模型是虛擬樣機開發(fā)的基礎。在對已有裝配模型研究的基礎上，分別指出了已有模型的優(yōu)缺點，并提出了針對PC的基于擴展組節(jié)點場景圖技術的虛擬裝配模型，該模型兼顧了虛擬裝配、虛擬加工、工作過程及工程分析可視化的仿真功能需求。 ②本文提出了虛擬樣機集成仿真平臺的框架結構；給出了虛擬樣機集成仿真平臺內部的交互模式及運行機理；討論了在虛擬樣機集成仿真平臺上進行虛擬樣機開發(fā)的工作流程；并提出了通用舞臺的搭建技術。

3、 ③針對PC的交互特點，實現(xiàn)了虛擬樣機開發(fā)工藝人員使用的人機多模式交互。包括基于文本格式交互的虛擬樣機本體的構建技術，定義了V語言的語法，并從邏輯上進行了原理的實現(xiàn)；包括基于新的虛擬裝配場景圖技術和Open Inventor引擎機制相結合的交互實現(xiàn)技術；還包括基于虛擬控制器的交互模式的實現(xiàn)；給出了基于三維鼠標技術的人機交互模式的數(shù)據(jù)結構。 ④研究了加工仿真和工作過程仿真的關鍵實現(xiàn)技術，包括切削仿真、立體顯示、顏色改變、粒

4、子系統(tǒng)、物體透明度的精確時間控制等關鍵技術的實現(xiàn)。 ⑤在工程分析可視化系統(tǒng)的研究中，不但實現(xiàn)了小數(shù)據(jù)量的刀具溫度場的實時性物理仿真，同時開發(fā)了虛擬樣機集成仿真平臺與FLUENT的接口程序，從而實現(xiàn)了PECVD各腔室溫度場大數(shù)據(jù)量的后處理顯示，增強了數(shù)據(jù)場的可視化效果。 本論文的研究均在PC上完成，開發(fā)工具有：Visual C++.NET、Open Inventor5.0、OpenGL、Unigraphics NX2.0等