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虚拟仿真技术论文(合集7篇)

时间:2023-04-06 18:46:35
虚拟仿真技术论文

虚拟仿真技术论文第1篇

(一)符合电子技术课程教学的特点

中职电子技术的教学理论性较强,波形变化分析复杂,课程教学较为枯燥,一些理解能力较差或者基础较差的学生,可能会无法跟上电子技术课程教学的节奏。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够使学生在一个仿真的情境下,进行电子电路的实验和操作,这种模式能够为中职学生带来更多的电子技术学习体验,将学生的实践操作和理论知识的学习相结合,借助实践活动,不断丰富学生的理论知识体系,借助理论知识的学习,不断提升中职学生的实践操作能力。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,符合中职电子技术教学的特点,是时展和进步的必然要求。

(二)创新中职电子技术教学的模式

电子技术教学中应用仿真虚拟仿真技术,可以使学生将所学习的Windowsxp内容和仿真软件结合起来。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够改善传统的教学方式中单一的教学氛围,更加关注学生的实践体验,在实践中,使学生获得更多的知识,并使中职学生能够通过实践活动,形成一定的思维想法和创新意识,真正展现中职电子技术教学的价值和电子技术教学的意义。

(三)提升学生的电子技术综合能力

很多中职院校中的学生,普遍具有文化基础较差、学习积极性较差等方面的问题,中职学生的动手能力和实践能力较强,但是他们的学习热情较差,不愿意积极、主动参与到教学活动当中,无法感受中职电子技术学习的乐趣和电子技术的魅力之处。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够有效改善这一问题,通过有趣的情景创建,快速吸引中职学生的注意力,激发学生的学习兴趣和参与实践活动的热情,并使中职学生在参与实践活动的过程中,形成一定的电子技术实践操作能力和电子技术思维想法,改善传统电子技术教学中的缺点,更加关注学生思维的发展,为中职学生未来的工作和发展奠定良好的基础。

二、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中应用的具体策略

虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,可以通过将虚拟引进课堂,激发中职学生的学习兴趣、创设仿真电子技术教学实验,增强学生的实践操作能力与开展虚拟项目合作实验,提升中职学生的综合素养等方式来开展教学活动。

(一)将虚拟引进课堂,激发中职学生的学习兴趣

在传统的中职电子技术教学过程中,教师较为注重对学生理论知识的传授,而忽视了实践技能指导对中职学生电子技术操作能力提升的重要影响。单纯的电子技术理论知识讲解,多数是一些原理和公式推导,在这种教学模式下,中职学生可能会产生一定的厌学情绪,无法将注意力完全集中在电子技术学习活动当中。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够改善传统的教学方式中单一的教学氛围,更加关注学生的实践体验,在实践中,使学生获得更多的知识,并使中职学生能够通过实践活动,形成一定的思维想法和创新意识。虚拟仿真技术能够使学生在一个仿真的情境下,进行电子电路的实验和操作,这种模式能够为中职学生带来更多的电子技术学习体验,使学生将实践操作和理论知识的学习结合起来,借助实践活动,不断丰富学生的理论知识体系;借助理论知识的学习,不断提升中职学生的实践操作能力。中职电子技术理论知识教学需要结合实际展示才能够加深学生对电子技术理论知识的深入理解,从而为接下来的课堂教学活动和实践教学活动奠定良好的基础。但是,如果一味通过实验操作展现,不仅浪费时间,同时也很浪费材料。虚拟仿真技术能够完美地解决这一问题,通过将虚拟仿真技术引入到中职电子技术教学中,通过多媒体等信息技术软件,进行仿真模拟实验,借助多媒体等信息技术软件,将抽象化的内容变得更加直观,使学生对抽象化的理论知识一目了然,深化学生对中职电子技术知识的理解与掌握。

(二)创设仿真电子技术教学实验,增强学生的实践操作能力

正所谓“实践是检验真理的唯一标准”,在中职电子技术教学中,教师可以借助虚拟仿真技术,引导学生在模拟的场景中,进行电子电路的实验和操作,这种模式能够为中职学生带来更多的电子技术学习体验,在电子技术的实验过程当中,提升学生的实践操作能力。在中职电子技术教学实验中,教师可以结合学生的性格特点和中职电子技术教学的特点进行教学实验活动的创新,将虚拟仿真技术融入中职电子技术的教学活动当中。例如,在指导学生对《彩色电视机原理与维修》这一项内容的学习过程中,教师可以首先借助多媒体等信息技术软件,为学生展现70年代至今,电视机逐步发展的过程,为学生介绍全球彩电市场的特点。彩色电视机与学生的实际生活密切相关,是学生所熟悉的事物。在课堂教学中,教师可以结合实际生活,提问学生“家中所使用的是什么样的电视机”等问题,构建互动型的中职电子技术教学模式。在此基础上,教师可以通过多媒体等信息技术软件,为学生展现一个立体化的电视机模型,借助模型引导学生认识彩色电视机的整体结构以及具体的元器件。在教学指导完成之后,可以组织学生自行实验,借助虚拟仿真技术进行完整电视机零件和部件的整合。

(三)开展虚拟项目合作实验,提升中职学生的综合素养

一些仿真软件(例如加拿大IIT公司所开发的Multisim软件)能够为中职学生创建一个类似于真实的电子电路实验工作平台,学生可以在这个仿真的电子电路实验工作平台中,进行各种各样的电子电路实验。这些软件当前被应用于国内外的各大高等院校当中,并取得了较为理想的实践应用效果。电子技术教学中,教师不仅仅要指导学生学习电子技术,掌握电子技术,更加需要通过一定的电子技术教学活动,提升中职学生的综合能力和综合素养。在电子技术教学活动当中,教师可以借助一些虚拟的电子技术合作实验项目,引导学生通过电子技术实践活动,增进彼此之间的感情,形成良好的电子技术操作能力和合作意识。例如,在指导学生对《组合逻辑电路的分析与设计》相关内容的学习中,教师可以在完成教学指导的基础上,组织学生通过小组合作的方式,集中学习组合逻辑电路的分析方法。在共同合作和分析的过程中,增进彼此之间的感情,提升学生的综合能力和综合素养。

三、结语

虚拟仿真技术论文第2篇

虚拟仿真(VR)即虚拟现实,是一种采用计算机为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境,用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,从而产生如同真实环境的感受和体验。尽管该环境并不真实存在,但它作为一个逼真的三维环境仿佛就在我们周围。由于用户对计算机环境的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存在意识或幻觉,用户在计算机所创建的三维虚拟环境中处于一种全身心投入的感觉状态。

2国内外研究现状

2.1国内研究现状

尽管国内虚拟仿真技术起步较晚,但是随着信息技术在社会各领域中的广泛应用,信息化教学已成为信息技术和信息资源与教学相结合的教学形态,以计算机仿真技术、多媒体技术和虚拟现实技术为特征的虚拟仿真实验室开始逐步渗透到教学领域。虚拟仿真技术在医学教学及某些医学手术应用领域得到不同程度的应用和研究。在护理学教学中,作为实践性很强的综合性应用学科-护理学基础,其护理专业实践教学约占该课程总学时的一半,也是培养护生临床实践能力的主要途径之一。然而传统的由教师演示-学生练习-教师指导的护理实践教学模式已经不能满足学生的需要,非常有必要对护理实训教学进行改革和创新。随着虚拟仿真技术在一些实践性要求高的专业中的大量应用及研究,国内某些医学院校的护理学基础实验教学也不同程度地开展了仿真技术在护理实践教学中的应用与研究,如高仿真模拟人技术早已投入护理专业实践教学中,并被应用在《内科护理》教学中并收到良好的效果,还有以主要训练护生的单项护理操作技能为目的的专项护理技能训练,如手臂模型可以模拟人类真实的血管,穿刺过程中有落空感和模拟真实血液流出,高级电脑心肺复苏模型可以进行心肺复苏的模拟训练,大小与真人相仿,在操作时可有语音提示和报警声来显示其操作的正确性。虚拟仿真技术还可以使用在一些不宜在真人身上实练(如鼻饲法、导尿术等)的护理实训课的应用。2007年大连大学职业技术学院以“探索出适合中等职业技术教育的网络教学模式,提高中等职业教育运用现代教育技术手段水平”为目的开展的“护理技术模拟教学系统”项目的研发卓有成效,该研发项目提出了包括13个模块,每个模块由教学演示、模拟操作、考核测评三大部分构成的护理技术计算机虚拟仿真实训教学软件系统,该教学软件系统的研发为虚拟仿真技术在护理实训练习中的开展和推广应用提供了参考。2009年贵州遵义医学院护理系进行了护理学基础虚拟实验室的研发,是一次将虚拟仿真技术应用于基础护理实践教学的一种有效尝试,可推广应用于国内各护理院校和各大医院的实验教学和继续教育培训与考核,有着较广阔的应用前景。重庆市卫生学校已经开展并建成仿真急救护理实训室,为其他护理院校提供了可借鉴的急救实训基地模式和实训方法。同时,虚拟仿真技术在职业技能培训中发挥的作用越来越大,也正被广大的职业教育工作者所接受。目前高职院校招生人数逐年增加,学校实验室及传统的教学模式已经远远不能满足师生的需要,寻找一种行之有效的技术手段来缓解传统实践教学模式所带来的压力,是许多高职院校的当务之急,将虚拟仿真技术应用于护理实践教学是解决以上问题的关键,更是培养最优秀的护理毕业生的必由之路。

2.2国外研究现状

美国在培养护生的过程中由于医院及患者等方面的原因,护生在临床实习中很少有机会在患者身上进行练习操作技能,同时护理院校理论课程的增加及实践教学课程的压缩也大大减少了护生们开展实践练习的机会。鉴于此,开展虚拟仿真技术在护理实践教学中的应用也是非常有必要的。美国的虚拟仿真技术在不同行业的运用,包括在护理教学中的应用开展的都比较早。美国纽约州立大学护理学院早在1996年就开展了虚拟仿真技术在静脉输液中的应用研究,虚拟仿真技术在护理实践中的作用是一些模型、录像带等所不能比拟的,后者不能给护生带来真实的感觉,而虚拟仿真可以,并且大大减少了护生在真实的临床护理操作中给患者带来的不适。常用的虚拟仿真技术有两种,身临其境式和非身临其境式,前者技术要求较高,需要利用一些传感工具,如头盔、手套、跟踪器等,让用户置身于虚拟境界中,虽然设备昂贵,但因其具有很逼真的护理情境而对护理教学产生深远的影响,非身临其境式,因其实用性和实惠性被广泛运用到护理教学中。随着从事护理教育的工作人员数量的减少,虚拟仿真技术同样运用在一些护理学远程教学、成人继续教育、护理技能培训等项目。虚拟灾害环境的护理措施的研究更是拓展了虚拟仿真技术在护理教学领域中的运用。20世纪80年代,美国便应用虚拟仿真技术建立了用于考试和教学的临床病例库,即虚拟临床浏览(VCE)。到目前为止,在护理教育领域,虚拟临床浏览系列教学软件和指导手册已发展到覆盖内外科护理学、妇产科护理学、儿科护理学和护理学技术等课程,并且提供网络学习资源。虚拟临床浏览结合护理教科书,建立了虚拟医院,进入虚拟医院,可以学习沟通、记录、评估和安全给药。虚拟医院的建立可以帮助护生熟悉日常护理工作,从而提高临床判断和批判性思维能力。还有已经在英美许多医学院校使用的CathSim静脉穿刺训练系统包括软件和触觉反馈装置即静脉穿刺用的胳膊和一台电脑,可设置在实际工作中可能遇到的不同年龄、血管状况以及疾病严重程度的各类患者。由日本NEC公司研制的“SimCoeur”软件系统可以模拟急诊患者每分钟的临床表现,还可以设置1000余种患者情境,可以使护生面对不同的患者,很好的锻炼了护生的应变能力,并且能够快速地对护生所进行的操作进行反馈。同时该公司研制的“SimNursing”模拟急诊患者软件系统,已于1998年投入日本市场,该软件系统可进行护理程序的模拟训练,学生能按照完整的护理程序对患者进行全程护理。多款软件的研发和应用为虚拟实验室的建设提供了技术支持,其中最有代表性的就是Mathworks公司推出的MAllAB语言,美国NI公司推出的LabVIEW图形化编程语言及美国ELANIX公司推出的SystemView软件。

3发展趋势

虚拟仿真技术论文第3篇

论文关键词:三维虚拟仿真技术,物流,教学

 

当前,仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具教育学论文,它广泛用于工程领域和非工程领域。高职院校的物流实训中心大多数是基于软件模拟的物流实训室,这类实训室是以物流软件模拟来搭建物流模拟平台,如仓储管理软件、运输管理软件、ERP、MRP、国际货代软件、TPL软件或基于上述几个软件集成起来的供应链软件等;然而对于基于设备的物流实训室来说,由于资金等方面的限制,比较先进的设备还尚欠缺教育学论文,这就造成了学生对立体库、高速分拣机、巷道式堆垛机、AGV、码垛机器人等先进的物流设备缺乏足够的感性认识论文格式模板。三维虚拟仿真技术等够对仓库、配送中心、企业生产线等进行简单的建模,能够加深学生对各种物流设备的认识,帮助学生理解工业、企业、生产线的布置与产出平衡、物料需求计划、企业资源计划等相关知识,更好地找出生产瓶颈,加深对现代化立体仓库、配送中心的了解。因此三维虚拟仿真技术在教学中的应用教育学论文,对于学生更好地学习物流专业理论知识、培养相应的职业技能是大有裨益的。

一、三维虚拟仿真技术概述

三维虚拟仿真(3D Virtual Simulation)就是利用三维建模技术,构建现实世界的三维场景并通过一定的软件环境驱动整个三维场景,响应用户的输入,根据用户的不同动作做出相应的反应,并在三维环境中显示出来。三维仿真的关键技术主要有动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、系统集成技术等论文格式模板。该软件提供了原始数据拟合、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真的实验、对结果进行优化、生产3D动画影像文件等功能。

利用三维虚拟仿真技术教学具有以下优点:

1、教学内容视觉化

2、学习中的交互性好

3、沉浸感真实感强

二、三维虚拟仿真技术在物流教学中的应用

基于青海交通职业技术学院物流实训中心3D实训室的应用系统及操作流程。

1.开机步骤

开机顺序依次为:

2 AP转换器(数量两台):

按下电源按钮教育学论文,

2 工作站(数量两台)

2 投影机(数量四台)

进入控制工作站,进入中控程序,点击投影机控制,选择开

等投影机启动完毕后再进入下一步

2 边缘融合机(数量两台):

按下电源按钮

关机顺序依次为:

立体图像工作站——边缘融合机——AP转换器——投影机——控制工作站

2.基本操作设置

立体图像工作站设置

(1)多显示器设置

鼠标在桌面上右键

进入NVIDIA控制面板

点击设置多个显示器

设置作为一个大水平桌面(水平平移模式)

显示的结果是,显卡双头输出两个通道的桌面。

(2)分辨率设置

单屏分辨率1024×768教育学论文,重叠像素为192

整体分辨率为1856×768(含边缘重叠区192个像素)

重叠像素设置图如下:

立体设置为管理3D设置里面,基本设置,选用立体启用

3 .基本演示操作

(1)立体电影

检查左右眼是否正确?

2 将图像移动分别移动到第一个通道和第二个通道进行检查论文格式模板。

如果第一个通道和第二个通道都不正常,点击一下软件里面L/R

2 如果图像只在第一个通道出现左右眼反的现象?

在第一台AP转换器后面的绿色按钮按两次切换左右眼

2 如果图像只在第二个通道出现左右眼反的现象?

在第二台AP转换器后面的绿色按钮按两次切换左右眼

(绿色按钮按两次表示切换左右眼)

(2)NVSG演示软件

同样观看立体是否正常,可以通过软件切换左右眼

(3)VEGA演示软件

同样观看立体是否正常教育学论文,可以通过软件切换左右眼

4系统连接图如下

5投影机图像不正确的调试方法

(1)首先检查画面比例是否正确

再点击高级:

水平位置和垂直位置,如图所示。

6融合机出现故障处理方法

出现基本问题首先重新启动融合机来解决

如重新无法解决可以采取如下步骤:

(1)找到是那台融合机出现的问题,并接入键盘鼠标

(2)ALT+F4退出融合服务软件

(3)点击桌面上的blend文件夹

(4)复制setting.cfg文件到其他地方

(5)将备份的该文件copy到blend这个文件夹下面

(6)双击STEREO_CAP程序

(7)按ESC,再点击开始扑捉、全屏幕、下一次开机启动,保存设置、开始

(8)重新启动

7注意事项

(1)投影机开启后遥控器上的auto、aspect两个按键不能按教育学论文,正常使用情况下不需要遥控器;

(2)投影机机械结构不能轻易触碰

(3)屏幕位置不能挪动,屏幕表面不能触碰,灰尘可用干净的柔软布沾水擦;

(4)投影机关机后不能立即断电,同时投影机电源需接入UPS稳压电源,UPS后备电池时间不小于10分钟;

(5)不能随意拔插设备连接线缆;

(6)立体工作站显卡、立体、分辨率等设置不能改变

(7)控制工作站IP:192.168.1.10不能改变。

开机先后顺序要严格按照技术要求顺利

三、结束语

三维虚拟仿真技术软件在高职的教学中能发挥出积极的作用,一方面能提高学生的学习兴趣,学生在学习的过程中能够对仓储、运输、配送、生产加工等有一个感性的认识,同时也提高了学生分析问题、解决问题的能力,实践证明三维虚拟仿真技术软件的应用对于高职物流专业的教学具有积极的意义。

参考文献:

[1]吕明哲,物流系统仿真,东北财经大学出版社,2008.10。

[2]贺国先,现代物流系统仿真,中国铁道出版社,2008.12.1。

[3]青海交通职业技术学院物流实训中心3D实训室操作手册

虚拟仿真技术论文第4篇

论文关键词:三维虚拟仿真技术,物流,教学

 

当前,仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具教育学论文,它广泛用于工程领域和非工程领域。高职院校的物流实训中心大多数是基于软件模拟的物流实训室,这类实训室是以物流软件模拟来搭建物流模拟平台,如仓储管理软件、运输管理软件、ERP、MRP、国际货代软件、TPL软件或基于上述几个软件集成起来的供应链软件等;然而对于基于设备的物流实训室来说,由于资金等方面的限制,比较先进的设备还尚欠缺教育学论文,这就造成了学生对立体库、高速分拣机、巷道式堆垛机、AGV、码垛机器人等先进的物流设备缺乏足够的感性认识论文格式模板。三维虚拟仿真技术等够对仓库、配送中心、企业生产线等进行简单的建模,能够加深学生对各种物流设备的认识,帮助学生理解工业、企业、生产线的布置与产出平衡、物料需求计划、企业资源计划等相关知识,更好地找出生产瓶颈,加深对现代化立体仓库、配送中心的了解。因此三维虚拟仿真技术在教学中的应用教育学论文,对于学生更好地学习物流专业理论知识、培养相应的职业技能是大有裨益的。

一、三维虚拟仿真技术概述

三维虚拟仿真(3D Virtual Simulation)就是利用三维建模技术,构建现实世界的三维场景并通过一定的软件环境驱动整个三维场景,响应用户的输入,根据用户的不同动作做出相应的反应,并在三维环境中显示出来。三维仿真的关键技术主要有动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、系统集成技术等论文格式模板。该软件提供了原始数据拟合、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真的实验、对结果进行优化、生产3D动画影像文件等功能。

利用三维虚拟仿真技术教学具有以下优点:

1、教学内容视觉化

2、学习中的交互性好

3、沉浸感真实感强

二、三维虚拟仿真技术在物流教学中的应用

基于青海交通职业技术学院物流实训中心3D实训室的应用系统及操作流程。

1.开机步骤

开机顺序依次为:

2 AP转换器(数量两台):

按下电源按钮教育学论文,

2 工作站(数量两台)

2 投影机(数量四台)

进入控制工作站,进入中控程序,点击投影机控制,选择开

等投影机启动完毕后再进入下一步

2 边缘融合机(数量两台):

按下电源按钮

关机顺序依次为:

立体图像工作站——边缘融合机——AP转换器——投影机——控制工作站

2.基本操作设置

立体图像工作站设置

(1)多显示器设置

鼠标在桌面上右键

进入NVIDIA控制面板

点击设置多个显示器

设置作为一个大水平桌面(水平平移模式)

显示的结果是,显卡双头输出两个通道的桌面。

(2)分辨率设置

单屏分辨率1024×768教育学论文,重叠像素为192

整体分辨率为1856×768(含边缘重叠区192个像素)

重叠像素设置图如下:

立体设置为管理3D设置里面,基本设置,选用立体启用

3 .基本演示操作

(1)立体电影

检查左右眼是否正确?

2 将图像移动分别移动到第一个通道和第二个通道进行检查论文格式模板。

如果第一个通道和第二个通道都不正常,点击一下软件里面L/R

2 如果图像只在第一个通道出现左右眼反的现象?

在第一台AP转换器后面的绿色按钮按两次切换左右眼

2 如果图像只在第二个通道出现左右眼反的现象?

在第二台AP转换器后面的绿色按钮按两次切换左右眼

(绿色按钮按两次表示切换左右眼)

(2)NVSG演示软件

同样观看立体是否正常,可以通过软件切换左右眼

(3)VEGA演示软件

同样观看立体是否正常教育学论文,可以通过软件切换左右眼

4系统连接图如下

5投影机图像不正确的调试方法

(1)首先检查画面比例是否正确

再点击高级:

水平位置和垂直位置,如图所示。

6融合机出现故障处理方法

出现基本问题首先重新启动融合机来解决

如重新无法解决可以采取如下步骤:

(1)找到是那台融合机出现的问题,并接入键盘鼠标

(2)ALT+F4退出融合服务软件

(3)点击桌面上的blend文件夹

(4)复制setting.cfg文件到其他地方

(5)将备份的该文件copy到blend这个文件夹下面

(6)双击STEREO_CAP程序

(7)按ESC,再点击开始扑捉、全屏幕、下一次开机启动,保存设置、开始

(8)重新启动

7注意事项

(1)投影机开启后遥控器上的auto、aspect两个按键不能按教育学论文,正常使用情况下不需要遥控器;

(2)投影机机械结构不能轻易触碰

(3)屏幕位置不能挪动,屏幕表面不能触碰,灰尘可用干净的柔软布沾水擦;

(4)投影机关机后不能立即断电,同时投影机电源需接入UPS稳压电源,UPS后备电池时间不小于10分钟;

(5)不能随意拔插设备连接线缆;

(6)立体工作站显卡、立体、分辨率等设置不能改变

(7)控制工作站IP:192.168.1.10不能改变。

开机先后顺序要严格按照技术要求顺利

三、结束语

三维虚拟仿真技术软件在高职的教学中能发挥出积极的作用,一方面能提高学生的学习兴趣,学生在学习的过程中能够对仓储、运输、配送、生产加工等有一个感性的认识,同时也提高了学生分析问题、解决问题的能力,实践证明三维虚拟仿真技术软件的应用对于高职物流专业的教学具有积极的意义。

参考文献:

[1]吕明哲,物流系统仿真,东北财经大学出版社,2008.10。

[2]贺国先,现代物流系统仿真,中国铁道出版社,2008.12.1。

[3]青海交通职业技术学院物流实训中心3D实训室操作手册

虚拟仿真技术论文第5篇

切削加工仿真技术的发展动向包括两个方面,其一是开发NC仿真软件,借以显示刀具运动轨迹,并判断刀具、刀夹与工件及其夹具是否产生干涉。

在进行立铣加工时,最基本的任务是切除刀具切削刃包络面通过部分的被加工材料,使保留下来的部分成为已加工面。完成这类加工所用的软件应包括如下内容:刀具、刀具夹头、工件、夹具等的协调,机床主轴的构成及其可工作的范围,能真实地仿真机床和刀具的动作等。特别是近几年来,由于五坐标切削加工的不断增加,在实际加工前应进行NC仿真的重要性日益突出。这类NC仿真软件中,有不少软件具有极为优异的性能,如可从金属切除体积计算出加工效率;根据金属切除体积来判断切削加工是否产生过载;如果负荷固定,由于进给速度过高而产生过载,仿真软件可调整进给速度,防止过载产生,并可缩短切削加工时间等。

切削加工仿真技术的另一发展动向是研究解析切削加工过程中的物理现象,如被加工材料因塑性变形而产生热量,被切除材料不断擦过刀具前刀面形成刀屑后被排出,以及由刀具切削刃切除不需要的材料而在工件上形成已加工面等,并将这一系列切削过程通过计算机模拟出来,目前能达到这种理想目标的产品还为数不多。Thirdwavesystems公司的“advantedge”是采用有限元法对切削加工进行特殊优化解析的软件产品,与用于构造解析的有限元法程序包比较,其最大优点是用户界面优良,机械加工的技术人员能方便地进行解析。美国scientificformingtechnologies公司的“deform”是锻造等塑性变形加工用有限元法解析程序包,最近已被转用于切削加工。

切削过程是切屑、被加工材料的弹性变形和塑性变形的变形过程,与冲压、锻造等塑性变形比较,变形速度(单位时间产生的变形量)非常大,由此产生的塑性变形能量和前刀面上由摩擦产生的能量将引起发热,从而使温度大幅度升高,刀尖在连续而狭小的范围使被加工材料破坏、分离成切屑和已加工面等,这是切削过程的显著特征。而这些现象彼此间存在复杂的相互影响。

如果用有限元解析方式,需输入下列内容:被加工材料特性及摩擦状态等物理特性;切削条件及刀具形状等边界条件。通过有限元解析刚性方程,可输出切削力、剪切角、切削温度等带有切屑生成状态特征的量化参数,在此过程中,无需建立数学模型或提出假设。根据有限元解析的结果,还易于将切屑生成过程、应力、变形等物理量实现可视化。

要获得高精度解析结果,最为重要的输入内容是反映被加工材料应力——变形关系的材料特性,而材料特性的获取是极为费力的工作。今后,随着计算机功率的增大,这种切削过程的物理仿真技术将会逐渐普及。能否迅速普及的关键在于能否及时向用户提供所需的被加工材料的材料特性。

按需开发切削加工仿真技术软件

目前,许多科技人员正在进行生产工程中最基础的切削加工技术的研究,其中多数研究的目的是在弄清楚加工现象的同时,对加工过程进行预测。如果这些研究内容实现了系统的计算机软件化,就意味着能形成一个切削仿真技术软件。如东京农工大学机械学院的实验室就正在进行几种预测性的有关切削加工仿真技术软件的研究。工艺流程和实用仿真采用了横向和纵向相匹配的研究体系,横向与产品设计到加工工序相对应;在纵向上越往上,实用性越好,往下则不仅是实用性,还包括加工现象的解析和实现可视化。

1.刀具信息数据库和解析仿真技术并用的切削条件选择系统

在实际的切削过程中,不应照搬工具厂提供的推荐切削条件,而应根据机床、工具系统、工件装卡等具体情况,反复进行试切削来修正切削条件。同时还应将过去加工中积累的行之有效的参考数据输入数据库,在有效利用这些数据的同时,借助解析方法使切削条件达到最佳化;对于没有参考数据的新的切削加工,则应开发与此相关的切削条件选择系统。该系统中把振动、加工精度、刀具升温、刀具寿命、残余应力等设定为解析内容,在解析的基础上,就能选择出最佳的刀具和调整切削条件。

本系统的数据大致分为三个部分:刀具信息数据、工具系统组成、切削条件。在切削条件中可积累有效的切削加工技术参数。

本文拟用图例表示平头立铣刀加工的最佳铣削效率和最佳化侧面的形状误差。根据数据库选择所需刀具和刀夹,预测由立铣刀和刀夹的弯曲度及卡头和主轴锥度结合部分的旋转变化所导致的加工误差。切削力的预测采用刀尖处的切削力乘以比切削抗力的模式。这是一种最简便的的方法,但却得到了切削力波形与实测值一致的良好结果。计算出每一瞬间由切削力引起的刀具挠曲量,将其和形成已加工面的切削刃位置的位移相连就能得到已加工面的形状。与大规模有限元法的计算比较,计算时间是非常少的,输入刀具信息和切削条件信息,就能容易地仿真加工误差。

尽管数据库里已具有确实适应的切削加工条件,人们仍希望进一步减少加工误差,提高加工效率。实例表明,用这种仿真和实现最佳化方式来修正切削条件是完全可能的。

2.立铣刀加工时的刀具温度

近年来,高速铣削已很普遍,由经验得知,它适用于小切深、大进给的铣削条件,而把握最佳条件却相当困难。铣削加工与车削加工不同,前者属于断续切削,在加工过程中,刀具升温和冷却高速地反复进行。由于热传导给刀具-切屑接触部分是断续进行的,必须根据这一特征来解析刀具温度的变化。热传导量对预测精度影响很大,但不需要对切屑生成状态的变形和热解析相联系进行大规模计算,因此可快速获得解析结果。切削速度、切深、进给的组合将影响最高温度,当加工效率一定时,提高进给速度,刀具温度就会降低,温度降低往往会使进给速度的提高达到极限,而提高进给速度,加工表面就会变得粗糙。因此,如果能很好地平衡粗糙度和温度的关系,就能够选择到两者相互平衡的切削条件。

3.用有限元法进行切削过程的物理仿真

在用有限元法进行切削过程的物理仿真中,作为切削条件输入的内容包括:切削速度、切削厚度、刀具前角、刀具后角、工件材料特性等。对这些参数进行解析后,就能获得切削力、切屑形状、刀具和切屑上的温度分布、应力分布、形变分布、残余应力分布等物理特性输出结果。

虚拟仿真技术论文第6篇

【摘要】随着时代的发展,科技的进步,虚拟仿真技术在实训教学中的作用也越来越明显。虚拟仿真技术的应用可以有效地提高教学的质量和效率。本论文通过阐论虚拟仿真实训系统的虚拟仿真机器人机械臂模型用到的三维建模技术及软件(如Maya、Max等)、原理以及虚拟仿真技术的应用领域和发展趋势,从而研究它的价值和市场经济效益,并探析了虚拟仿真实训系统开发的技术在实训教学中的应用。

【关键词】虚拟仿真技术/平台;虚拟仿真训练系统;实训教学

一、虚拟仿真实训系统的三维建模技术及软件研究

虚拟仿真系统的功能主要体现在它可以让使用者借助于专用的视、听、触觉等具有感知功能的设备,进入仿真系统制造的虚拟空间,并且还能够与虚拟环境中的人和物体进行实时交互,从而感知和操作虚拟环境中的各种对象,最终达到身临其境的效果。它的组成主要是把计算机作为主要的部分,其次综合利用三维图形、多媒体、仿真等技术构建起一个逼真的虚拟系统。从它的组成部分和应用程序来看,虚拟仿真实训系统对三维图形的利用还是十分频繁的,因此我们应当对其进行重点研究。虚拟仿真实训系统在工业机器人上的应用设计主要是利用三维建模软件,通过虚拟现实标准语言建立虚拟环境中的实体模型表现出来,最后通过描述它们之间的结构关系,快速、真实地显示三维虚拟工业机器人,并为工业机器人控制系统提供一个研究观察平台。本段主要通过对虚拟仿真实训系统的三维建模技术及软件研究,来发现虚拟仿真技术的优点和研究其未来的发展方向。

Maya软件是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件,通过对Maya软件的运用,能够使虚拟仿真实训系统在一定程度上提高制作三维动画的效率和品质,调节出仿真的角色动画,使其得出更加真实的效果。这是因为Maya软件不仅仅包括一般三维和视觉效果制作的功能,而且还能够和世界上最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合,使得虚拟仿真实训系统所创造出的画面更加真实有立体感。

二、虚拟仿真技术在各领域内的作用

随着科技的发展,虚拟仿真技术在一些高科技等高端领域的地位越来越凸显出来,地位与作用也逐渐提升。尤其是在移动互联网的应用与开发、手机游戏设计及其所用到的一些主流引擎甚至高端引擎方面的价值更为突出。

Maya软件是虚拟仿真技术的一种,它应用的对象是专业的影视广告,角色动画,电影特技等。它能够在工作的过程中展现的比较灵活,易学易用,制作出动画的效率非常高,渲染出画面的真实效果比较强,它对画面中角色动作的捕捉尤为清晰,与画面角色的绑定的联系性也十分紧密,是虚拟仿真实训系统中一个比较不错的系统软件。MAX软件它最开始的应用是在电脑游戏中的动画制作,后来又进一步的开始参与影视片的特效制作,MAX软件还被广泛地应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域,也就是虚拟仿真实训系统当中。它强大的立体三维功能被新媒体、影视动画、游戏动画等领域广泛运用。

三、虚拟仿真技术为机器智能实验课带来的好处

虚拟仿真技术的应用为现代化的社会带来了许多的方便,让机器实验课、项目实训的智能科学与技术专业实验教学越来越丰富化。虚拟仿真技术的应用可以有效地提高教学的质量和效率。通过对虚拟仿真技术的应用,使得上级和下级、老师和学生的客户信息以及实训项目、实训指导、模拟操作、技能测评等等的信息存储在管理信息库中,与此同时,上级和下级或是老师和学生之间就可以通过客户机对下级或者学生之间的实训进行远程的指导与管理。

随着时代的发展,科技的进步,虚拟仿真技术在在现代职业技能教学中的作用也越来越明显。虚拟仿真技术的不断完善和发展,将为机器智能实验课等实训课程带来更多的方便和益处。由于它能够为人们提供一种高级的人机接口,具备交互性、想象性、沉浸性等特点,所以它主要的应用领域在政府、企业、学校等这些需要实训学习环境的地方。

四、虚拟仿真实训系统的应用领域和发展趋势

作为一项新兴的科学技术,虚拟仿真技术还处在一个不断探索前进与不断完善的阶段当中,其发展趋势呈一个不断上升的大幅增长的趋势。从目前来看,虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景,但在实际中,依然存在着许多问题亟待解决,因此虚拟仿真技术正在与教育、培训等领域不断地相适应和匹配。

其次,虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景,但在实际中,依然存在着许多问题亟待解决。虽然目前政府、教育部门、学校、教师都认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景,但在实际中,依然存在着许多问题亟待解决。例如:虚拟仿真技术对计算机及相关硬件的要求比较高,但是这些方面的发展不能够满足人们对虚拟仿真技术的需要,虚拟仿真软件数据是一个庞大的数据库,三维立体仿真软件的应用对显卡和显示器等也有很高的要求,也就是说,虚拟仿真系统对硬件的要求较高。因此需要对计算机及相关硬件的发展有一个更高的要求。最后,教学类虚拟仿真软件的质量还有待提高、对虚拟仿真技术的研发标准也不统一和对虚拟仿真技术应用不够广泛等等,这些都是需要发展改善的地方,也是未来虚拟仿真技术发展的一个大的趋势。

五、虚拟仿真实训系统的价值和市场经济效益

虚拟仿真实训系统作为一个高端的科技系统,对政府、企业、学校等的发展,起到了至关重要的作用,并为其创造了更大的价值。同时虚拟仿真技术的不断发展,也在打开了市场,扩大了市场份额的同时为市场创造了更多的经济利益。

在市场经济为主导的今天,虚拟仿真实训系统也为市场经济的发展做了一定的贡献,为市场经济的发展添砖加瓦,在自己发展得同时也促进了市场经济的发展。因此,我们应当不断地发展虚拟仿真实训系统,使其深入到更多的地方,让更多的地方和人们体会到虚拟仿真实训系统为人们带来的价值。

总结

虚拟仿真实训系统的日渐完善,使得人们的生活也不断的丰富活跃起来,政府、企业、学校等地方对其的应用,也促进了虚拟仿真实训系统的发展。本论文通过阐论虚拟仿真实训系统的虚拟仿真机器人机械臂模型用到的三维建模技术及软件(如Maya、Max等)、原理以及虚拟仿真技术的应用领域和发展趋势的研究,探讨了虚拟仿真实训系统的价值和市场经济价值,同时也为虚拟仿真实训系统的发展奠定了理论基础。

参考文献:

[1]刘仲波 李瑞涛 《拟仿真技术在城市轨道交通工程实训中的应用》 吉林大学交通学院、吉林交通职业技术学院 2012年第12期

虚拟仿真技术论文第7篇

[关键词]虚拟仿真;中职院校;电子技术

[中图分类号]G712[文献标志码]A[文章编号]2096-0603(2017)21-0084-01

随着现代科技水平的不断提高,虚拟仿真技术愈来愈被更多的人所认识并了解,运用领域亦变得更加广泛。虚拟技术蓬勃的发展背景下,在中职电子技术教学中加强其工作的推进不仅有利于虚拟仿真技术社会价值的实现,更有利于推动我国中职教育事业的进步与发展。为此,加强虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用势在必行。

一、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用现状

(一)教师教学的得力手段

虚拟仿真技術在中职电子技术教学中的应用有效提高了教学质量,在传统的中职电子技术教学中,教师往往采用“填鸭式”的理论教学手法进行教学,然而电子技术教学的理论教学抽象、难懂,加之学生的实操课安排比例较少,从而导致其教学质量不高。而虚拟仿真技术的应用不仅有效地将抽象的理论知识进行具体化、形象化,使学生更好地理解相关知识,更有助于减轻教师的教学负担,使教师能够腾出更多的时间进行备课设计工作,并借此提高整体教学质量。

(二)学生学习的“好帮手”

中职院校的学生往往文化课基础较为薄弱,其在抽象、难懂的电子技术课堂学习中受个人学习基础的限制,难以激发自身的学习积极性。虚拟仿真技术的应用能够将系统的理论知识运用图文并茂的形式在荧幕中呈现,学生被新的动态教学模式所吸引,便会提高自己的学习积极性和主动性。此外,虚拟仿真技术在电子技术教学中的应用还能够打破传统理论知识统一的课堂局面,从而给教学模式带来更多的创新,使电子技术教学质量不断提升[1]。

(三)教师的虚拟仿真技术应用有待提高

虚拟仿真技术的应用确定能够提高学生的学习积极性和电子技术教学质量,然而,作为一种新型的教学模式,虚拟仿真技术的应用对教师自身的应用水平有着较高的要求。当前,我国中职院校多数教师在教学工作中已经形成了理论讲解为主的习惯,对突如其来的教学改革很难在一时间适应,并缺乏对虚拟仿真技术的深入了解,使其在实践教学工作中难以保持长远的教学价值。为此,强化教师对虚拟仿真技术的应用能力成为中职院校电子技术教学工作任务的重点。

二、关于虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的具体应用

(一)利用虚拟仿真技术创设教学情境

虚拟仿真技术对生活中的情境进行模拟,让教学资源更加直观地呈现在学生眼前,同时将教学资源的影像要素与生活化相关联,借以激发学生的积极性,使学生有种身临其境之感,并轻松、愉快地获取电子技术专业知识。此外,这种教学技术的应用不仅能够促进学生学习主动性的提高,更能让学生更加充分地理解和运用电子技术知识并提高学生的学习效率。为此,在实际教学中,教师可以构建一个虚拟仿真技术的情境平台,让学生模拟电路操作来展示电路数据,不仅能促使学生在课堂学习中清晰地掌握理论知识,而且能提高他们的实践操作能力[2]。

(二)虚拟仿真技术在小组合作学习中的应用

小组合作学习的教学模式在传统的电子技术教学工作中便有所应用,但学生整体对其知识点内容缺乏明确的认识和理解,继而导致在小组写作学习过程中容易产生较大的分歧,进而影响学习效果。而虚拟仿真技术与小组合作学习模式的融合不仅能够促进学生团队协作学习能力的提升,更能让每个学生清晰地了解技术与理论领域的知识点,让学生更能够在不同的观点下进行积极探索,极大地提高学生的学习效率。此外,教师在运用虚拟仿真技术授课时,其自身要不断加强对该技术的练习,在教学中不断学习,可以提高自身对虚拟仿真技术的应用能力,从而满足电子技术教学工作的要求。

(三)模拟操作与实际操作相结合

鉴于中职院校电子技术教学中的设备数量限制和人数配比限制,必须加强虚拟仿真技术的引进,从而促进全体学生能够更好地进行实操训练。虚拟仿真技术能够为学生构建虚拟的实操平台,让学生能够在模拟操作中切实感受到现实的操作滋味。值得强调的是,模拟器操作虽然能够培养学生的实操能力,但却无法模拟出现实设备出现的各种突发问题,为此,在进行模拟操作教学中亦要充分与实际操作相结合,让学生在虚拟仿真技术的辅佐下进行更好的实操训练,从而促进学生综合应用能力的提高[3]。

在信息化时展背景下,中职院校的教育模式要积极顺应时代的发展潮流,在电子技术教学工作中尽可能融入现代化教学手段,积极推进虚拟仿真技术在教学工作中的应用,科学、合理地利用虚拟仿真技术的优势来提高课堂教学质量,从而全面提升学生的实际应用水平。

作者:杨健

参考文献: 

[1]陈闽蜀.虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用分析[J].兰州教育学院学报,2015(3):111-112.