基于PC的虛擬樣機(jī)集成仿真平臺(tái)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、當(dāng)今，產(chǎn)品需求的多樣化進(jìn)一步擴(kuò)大，個(gè)性化需求得到迅速增強(qiáng)，能否以最短的時(shí)間和最低的成本設(shè)計(jì)出適應(yīng)市場(chǎng)需求、質(zhì)量最好、環(huán)境負(fù)荷最小的產(chǎn)品將決定一個(gè)企業(yè)的效益乃至生存。虛擬樣機(jī)技術(shù)無(wú)疑可以幫助企業(yè)提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)成功率，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期。由于虛擬樣機(jī)的“貴族化”身份，使得正需要此項(xiàng)技術(shù)的廣大潛在的中小型制造企業(yè)用戶無(wú)法使用。本文研究的目標(biāo)為：在PC機(jī)上研究虛擬樣機(jī)集成仿真平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)原理與方法，以滿足廣大中小企業(yè)對(duì)虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用要求。論文的主

2、要內(nèi)容和成果如下： ①裝配模型是虛擬樣機(jī)開發(fā)的基礎(chǔ)。在對(duì)已有裝配模型研究的基礎(chǔ)上，分別指出了已有模型的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了針對(duì)PC的基于擴(kuò)展組節(jié)點(diǎn)場(chǎng)景圖技術(shù)的虛擬裝配模型，該模型兼顧了虛擬裝配、虛擬加工、工作過(guò)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(jī)集成仿真平臺(tái)的框架結(jié)構(gòu)；給出了虛擬樣機(jī)集成仿真平臺(tái)內(nèi)部的交互模式及運(yùn)行機(jī)理；討論了在虛擬樣機(jī)集成仿真平臺(tái)上進(jìn)行虛擬樣機(jī)開發(fā)的工作流程；并提出了通用舞臺(tái)的搭建技術(shù)。

3、 ③針對(duì)PC的交互特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了虛擬樣機(jī)開發(fā)工藝人員使用的人機(jī)多模式交互。包括基于文本格式交互的虛擬樣機(jī)本體的構(gòu)建技術(shù)，定義了V語(yǔ)言的語(yǔ)法，并從邏輯上進(jìn)行了原理的實(shí)現(xiàn)；包括基于新的虛擬裝配場(chǎng)景圖技術(shù)和Open Inventor引擎機(jī)制相結(jié)合的交互實(shí)現(xiàn)技術(shù)；還包括基于虛擬控制器的交互模式的實(shí)現(xiàn)；給出了基于三維鼠標(biāo)技術(shù)的人機(jī)交互模式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 ④研究了加工仿真和工作過(guò)程仿真的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)，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(shí)間控制等關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。 ⑤在工程分析可視化系統(tǒng)的研究中，不但實(shí)現(xiàn)了小數(shù)據(jù)量的刀具溫度場(chǎng)的實(shí)時(shí)性物理仿真，同時(shí)開發(fā)了虛擬樣機(jī)集成仿真平臺(tái)與FLUENT的接口程序，從而實(shí)現(xiàn)了PECVD各腔室溫度場(chǎng)大數(shù)據(jù)量的后處理顯示，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)場(chǎng)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