三轴高精度虚拟仿真转台研究

提出了三轴虚拟仿真转台系统的基本体系结构及其功能特点。文中着重阐述了虚拟仿真转台系统中的PDIVL，CAD，CAE技术、数据引擎、虚拟装配技术和虚拟样机等技术'同时详细论述了虚拟仿真转台系统的运行方式以及功能结构，其中包括基于PDM技术加以开发、设计转台机械结构并进行图纸管理和生产过程管理；运用OpenGL动画技术和虚拟装配理论实现模型的动态装配；运用虚拟样机技术实现了转台系统的机械结构模型与复杂控制模型的联合分析，实时调节与优化机械结构或控制率来提高系统的机械与控制性能，极大缩短真实转台系统的开发周期。     

三轴虚拟转台的仿真平台设计与实现

针对三轴虚拟仿真转台系统中的仿真平台单元，结合虚拟现实与可视化技术、数据库和网络等技术，并通过VC 软件开发平台和软件组件设计思想，提出并建立起三轴虚拟转台的仿真平台软件系统(VFMS—SP)。仿真平台软件系统的实现，除了可为三轴真实转台系统提供性能预研的开发平台外；它还可用于转台集散控制系统中，作为实时显示真实转台运动及其仿真结果分析的一个子终端。     

三轴虚拟转台的产品信息管理系统研究

针对三轴虚拟仿真转台系统中的产品信息管理单元进行详细设计和实现.文章首先阐述了该产品信息管理系统的基本框架和功能特点;接着就具体原理和软件环境的实现方法进行详细论述;最后基于ADO数据库技术和先进网络技术实现了整个产品信息管理单元的软件系统.产品信息管理系统的实现除了具有虚拟转台模型库管理和生产过程控制的功能外,还具有优秀的开放接口,它能够为三轴虚拟转台系统中的仿真平台和转台模型库单元提供强有力的技术支持.     

虚拟轴机床数控加工过程的计算机模拟

分析了最新研制的5-UPS-PRPU并联虚拟轴机床机构的特点,建立了虚拟轴机床的三维实体模型,并得到了并联机构的运动学逆解表达式;介绍了基于三维CAD软件SolidWorks2000,通过OLE接口技术开发虚拟轴机床数控加工过程计算机模拟系统的方法。实例表明,该方法简单、可靠;开发的仿真系统完全满足了实际的需求。     

基于随机响应面法的扭力轴疲劳寿命仿真预测

建立了自行火炮虚拟样机,通过试验校验分析了样机的可信性。采用表面最大拉应力作为扭力轴的破坏应力,预测扭力轴低周疲劳寿命,提出采用随机响应面法对扭力轴低周疲劳寿命表达式进行拟合。将寿命表达式中的随机参数进行标准化,表示为标准随机变量,利用Hermite多项展开式拟合系统的随机响应,通过求解随机多项式的待定系数,建立了扭力轴疲劳寿命的显式函数,并得到低周疲劳寿命的概率分布。该方法弥补了传统响应面法不能保证收敛性的缺陷。算例表明,融合虚拟样机和随机响应面法预测扭力轴低周疲劳寿命是可行的。     

X-Y式光电跟踪系统虚拟样机建模及仿真分析

结合动量定理和动量矩定理分析了X-Y式光电跟踪系统的动力学特性,建立了X-Y式光电跟踪系统的非线性模型,并用虚拟样机技术对其非线性模型进行仿真.理论分析与仿真结果表明,当X轴和Y轴均以较高的角速度或角加速度运动时,因非线性关系所导致的扰动力矩会严重影响系统的跟踪精度,当X-Y式光电跟踪系统的X轴相对其各惯性主轴的转动惯量相等时,可彻底解决X轴与Y轴之间的运动偶合关系.     

针对转台及控制器设计的虚拟样机技术应用研究

基于虚拟样机技术进行了飞行仿真转台及其控制器的设计.考虑到非线性、摩擦以及机械系统的柔性特性利用ADAMs进行具有复杂特性的虚拟样机建模.采用Solidworks进行机械部分的建立并导入ADAMS中,使机械设计和虚拟样机设计连贯有序.提出了利用虚拟样机技术代替通常的数学模型进行控制器设计及仿真实验的方案,使设计与实验结果与实际系统更加贴近.基于虚拟样机技术在更接近实际的情况下对控制性能进行检验.并且,控制器的设计可以在实际样机生产之前开始,提高了设计效率.以某单轴转台为例,详细介绍了该控制器设计及校验方法.联合仿真结果证明了方案的合理性.     

虚拟制造研究进展与展望

分析比较了目前流行的与虚拟制造相关的若干概念的内涵，介绍了虚拟制造研究和应用取得的主要进展，包括虚拟制造体系结构、元建模方法学、以及虚拟制造的应用领域，然后就虚拟制造技术的发展趋势进行了探讨。     

虚拟环境下的复杂变速箱交互式装配仿真平台

为解决虚拟装配存在人机交互度、行为仿真与用户设计效果不佳等问题。以大型拖拉机变速箱为对象,研究了多碰撞体的齿轮动力学运动与行为仿真方法,提出了基于轴和面约束的多零件模型在虚拟环境中的定位方法,开发了人机交互式的虚拟环境,每帧消耗的时间约为10 ms,实现了复杂变速运动行为及其仿真。同时虚拟装配模块里配置了AR接口,可通过手式进行主动式智能虚拟装配。试验表明,系统能按照用户需求进行主动式的虚拟装配、干涉检测、学习装配知识、方案设计、提示装配错误等,为复杂变速箱的虚拟制造与装配提供了仿真平台,平台具有可扩展性。     

复杂虚拟场景构造及交互漫游实现研究

针对数字化博物馆和数字化校园中虚拟漫游的需要，根据虚拟现实中复杂虚拟场景漫游的特点，探讨了复杂虚拟场景构建及进行多通道交互漫游的若干技术问题。结合数字化博物馆及校园虚拟漫游系统的实践，给出了虚拟场景的构造过程，并通过立体显示等多通道交互技术实现了复杂场景的虚拟漫游。     

复杂回转面刀具的计算机辅助造型与加工过程仿真

加工旋转锉复杂回转面刀具时，砂轮与工件的相对运动轨迹一般是复杂运动，只有用多坐标联动的数控装置才能实现，为了验证理论推导和计算的正确性，本文对旋转锉的加工过程进行了计算机仿真，为充分利用国内外在计算机图形学和CAD方面的最新成就，本文在重庆大学机械传动国家重点实验室的Sum-CAD工作站上对引进的I-deas软件包进行了应用开发，第一次将计算机造型应用于复杂回转面刀具有成形与加工，该工作站及三维图形功能对于特种回转面刀具是一个强有力的研究工具。     

借助CSIMAN系统仿真，选择加工车间机床群中的关键设备及最佳配置方案

详细地叙述了利用ＣＳＩＭＡＮ仿真系统的ＮＱ（Ｉ）和ＮＲ（Ｉ）调整ＭＲ（Ｉ）以实现机床群的合理配置的方法。根据资源利用率和实体排队长度，选择加工车间机床群中的关键设备并确定机床群中各种机床台数的最佳配置方案.     

双通道触觉交互系统中牙科手术工具之间动态交互的力觉仿真

介绍了基于双触觉交互装置的双通道触觉交互系统（牙科手术训练系统）中动态工具交互仿真的分析和实现。动态工具交互是指探作者同时探作两台触觉交互装王导致虚拟环境中工具之间发生接触和碰撞的力觉仿真，它是双通道触觉交互牙科手术训练系统的重要组成部分。提出了计算工具和显示工具的概念，将图形显示与虚拟力的计算和输出解藕，保证了图形显示过程中，虚拟环境中的工具不会发生空间的重叠和干涉。同时，工具之间的交互被分为自由空间运动、碰撞和碰撞后挤压三个阶段，碰撞和挤压阶段分剐提出了虚拟力计算模型，保证了虚拟力计算和输出的快速性、逼真性和稳定性。     

MRMark：面向三维视频融合的机器性能评测方法

三维视频融合系统涉及视频和图形的计算,对机器性能有较高要求,但现有商用评测工具缺乏对应考虑,会出现机器评分与实际运行性能不相符的情况。提出一种面向三维视频融合的机器性能评测方法,并实现了评测工具MRMark。该方法根据视频融合系统的特点设计了多组标准三维测试场景,统计测试过程中的帧率、播放的视频路数等参数,来计算GPU、CPU分数和耦合分数,以及机器的整体性能分数。实验结果表明,相比现有评测工具,该工具的评测结果能更有效地检测机器进行三维视频融合计算的能力。     

基于eM-Plant的参数化虚拟组合设备

由于大直径晶圆的加工具有严格的逗留时间约束和时间波动, 使得组合设备的调度及其可行性的验证存在很大的困难, 而仿真是一个有效的方法. 如果组合设备的调度存在可行性, 那么, 通过仿真能够找到系统的可行调度. 利用eM-Plant建立了虚拟的单臂组合设备, 该系统是可重配置的. 不同类型的晶圆加工具有不同的晶圆流模式和加工时间, 该虚拟组合设备能够模拟不同的晶圆加工, 而参数化的虚拟组合设备实现了可重用性. 为了实现可视化, 建立了三维模型的虚拟组合设备. 对于操作组合设备的工程人员来说, 该系统是直观和有效的. 最后,通过例子验证了虚拟组合设备是可行的.     

基于ObjectARX的车铣复合数控机床虚拟加工仿真研究

以优化产品的制造工艺过程、保证产品的制造质量、制造周期为目标的虚拟加工技术通过对以真实加工条件为依据的加工过程进行实时动态模拟,检验产品的可制造性、加工方法和工艺的合理性.针对由两个回转运动构成的新型多功能车铣复合数控机床,应用AutoCAD二次开发工具ObjectARX,根据机床切削加工的数学模型、插补算法及运动控制原理,研究开发了的加工仿真软件系统,实现了AutoCAD造型与CNC仿真的有机结合,完成高效NC代码驱动的实时加工过程仿真.     

支持虚拟样机的协同仿真平台关键技术研究

为了支持虚拟样机开发环境中不同领域，分布，异构的仿真系统间的信息共享和互操作，提高协同仿真平台的可扩展性和灵活性，提出了灵巧产品模型建模，协同仿真资源库集成管理方案和协同环境运行框架，并具体说明了基于DCOM的仿真工具协同的关键实现技术，支持仿真联邦管理的数据库设计和CORBA的应用实现技术，通过轿车虚拟开发的初步应用实践，基于上述研究所开发的平台能有效支持复杂产品的虚拟开发。     

基于Agent的计算机建模平台的比较研究

近年来，越来越多的研究者已认识到了基于Agent的计算机模拟平台在复杂系统研究中的重要作用，但因缺乏计算机应用和编程方面的基础，对如何使用这些功能强大的模拟平台还不是很熟悉、基于此，从介绍系统科学的3种基本研究方法入手，先简单介绍了计算机建模的两种方法，然后重点介绍了当今主流的6种基于Agent的建模平台的基本特点和下载地址，并作为主体部分对这6种模拟平台的共同性和区别进行了详细深入的比较研究，最后探讨了基于Agent的建模平台的发展趋势、     

并联机床虚拟样机建模与加工过程动力学仿真

为了实现并联机床性能的真实预测,确保加工过程的安全性,提出了基于Adams的并联机床加工过程的动力学仿真方法。在包括螺旋副在内的仿真模型的各个运动关节加载了摩擦力,实现了仿真模型与实际机床的高度仿真;根据NC文件和切削参数,建立并联机床加工过程的切削力模型和运动控制模型,实现了机床加工零件全过程的动力学仿真。对5-UPS/PRPU并联机床的加工过程进行了仿真分析,仿真结果准确的预测了实际加工中可能出现的问题。该方法简单、准确、可靠、实用性强。