虚拟工程技术机械工程论文（共12篇）
虚拟工程技术机械工程论文 篇1
工科专业的特点是实践性强, 在教学的过程中实验环节有着举足轻重的地位与作用。在目前各类职业院校教学中, 多数学院都开设了实验教学, 旨在培养和提高学生的动手操作能力和创新能力, 从而解决机械工程教学中存在的实际问题。在传统的实验方式中需要较多的仪器和设备, 这些设备和仪器普遍具有价值昂贵、体积重大却结构单一、固定的特点。因此在实验教学的过程中, 只能按照实验教材的验证去实验, 而无法充分的发挥学生的创造性和主观能动性要求。另外由于在教学的过程中, 学校规模和资金的影响, 使得多数学校都存在着实验室陈旧、设备老化问题严重的缺陷, 难以满足目前的机械工程教学要求。随着计算机和网络技术的不断发展, 虚拟仿真技术的应用日益广泛, 应用方式也不断趋于成熟, 在教学的过程中借助虚拟仪器进行实践教学已成为机械工程教学的主要手段和方式。
1 机械工程教学概述
实验是机械工程教学的主要环节和重要手段, 是保证学生手动操作能力的主要方法。在机械工程教学中, 实现实验教学已成为教学环节中不容忽视的重要环节和教学方法, 是提高学生动手能力和学习激情的主要方法。这种教学方式和方法的应用不但能够在教学中提高学生对基础知识的认识和动手操作能力, 而且能够加强理论和实践之间的联系, 为社会提供了一体化技能型人才。
在机械工程实验教学中, 需要充分的认识和发挥当前教学模式和教学优势, 将各种先进的教学手段和方式合理的融入教学之中, 使教学效果和方式不但能够满足人才培养要求, 同时更能够满足学生对各方面知识的学习要求。因此在教学中将理论和实践完美的结合具有着不容忽视的重要作用, 是提高教学质量水平的关键手段。虚拟仿真技术作为实验教学的主要方式, 逐步受到人们的重视, 成为教学工作人员研究和探讨的主要重点。
2 存在问题
随着近年来职业院校毕业人数不断增加, 实验教学问题不断显现, 成为教学中存在的主要问题。这些问题表现在学习过程中由于各种实验基地和实验单位的接纳能力有限, 使得多数学生在学习过程中无法满足动手实验, 从而无法达到对基础知识的消化和理解, 同时学校从经济效益、安全角度考虑, 在实验教学的时候多数是以参观和听讲座为主进行培训的过程, 而很少有自己动手操作的机会, 这就无法达到在教学中的实践要求, 造成学生毕业之后实践经验不足, 无法独立进行手动操作。在学习的过程中学生对生产实习的主要性认识不够, 逐步失去学习的动力和激情, 使得在学习中以一种应付了事的态度去学习, 造成了学习效果影响。
3 机械工程实验室的虚拟实验改进
机械工程实验室教学随着科学技术的发展逐步转变为新型的教学模式, 通过在教学之中采用先进的科学技术成果形成新的教学理念和体系, 从而完善教学方法和措施。实验教学是机械教学中的主要手段, 是保证学生手动操作能力的关键所在。在机械制造专业的教学中, 实验教学已成为不容忽视的重要环节, 也是实现现代化人才培养中不可缺少的教学环节。这种教学方式的应用不但能够提高学生的动手操作能力和学习激情, 而且保证了学生对基础知识的合理完善的理解。通过实验教学, 使得学生更加合理将理论知识联系到实践中去, 并通过实践操作进而消化, 形成了自己的独特的认识。
为此, 实验室利用现有的CAD机房, 是通过对部分实验室典型的教学方式进行改革, 通过引进虚拟仿真技术来实现对设备的更新和改进。虚拟仿真技术的一年仅有效的避免了教学中经常出现的设备损坏隐患, 同时还对学生实践操作能力的学习提供了设备依据。通过对实验室部分设备主要尝试了带传动性能实验、数控加工仿真实验和减速器装配实验教学方式, 使得教学效率和质量得到了明显提高, 与传统的教学方式相比较具有着明显的优势, 从而受到工作人员的欢迎与青睐。
4 虚拟仿真技术的应用
4.1 带传动性能测试实验
带传动在机械传动中广泛使用, 也逐步成为机械工程专业教学中的主要实验内容之一。带传动实验是让学生观察带传动的弹性滑动和打滑现象, 同时能够有效的分析机电工程中的承载能力, 并对测定绘制和带动问题进行控制, 合理的对其中存在的曲线和传动效率进行了全面合理的控制。在传动控制的过程中, 采用相关的技术措施和手段和模式, 主要仪器设备包括力传感器、转矩力测杆、电动机、发电机和光电测速装置等, 这些设备在目前的应用中多数是靠人工进行测试和控制的, 这就呈现出设备费用低、人工费用高的局面。在教学的过程中, 通过设计带传动性能测试系统来合理有效的提高机械工程实验教学质量, 这种系统的应用主要是通过系统硬件和软件两部分构成。硬件系统通常都是由电动机、转速传感器、数据采集卡、加载装器、测力传感器等组成, 是在实验的过程中对各种检测和动力参数进行分析和管理的过程。而软件部分在主要是由计算机进行控制的。
4.2 数控加工仿真实验
数控加工技术在现代化制造业中有着不可忽视的作用, 是现代制造业的核心技术之一。现代化数控加工技术的应用为机械制造业发展提供了基础, 它综合了微电子技术和机械加工技术, 代表着机械工程近阶段的发展方向。在普通职业院校教学中, 采用机械制造级自动化已成为主要的热门专业。在教学之中, 该专业的核心内容———数控加工技术不论是在教学还是培训之中都离不开数控机床。然而数控机床价格较高、设备单一且复杂, 因此无法满足每个学生的实验要求, 在实验教学中只能让一部分学生进行动手操作, 而另外一部分学生旁边辅助, 这种教学方法存在着严重的制约性, 无法满足学生操作要求。伴随着虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的不断应用, 模拟数控机床的实际操作步骤, 让每个学生在学习中都能够体验到机床的加工环境和加工流程, 并形成了系统的认识。
4.3 减速器装配实验
减速器在机械设备中广泛使用, 是机械设计的主要基础项目。在过去的教学中, 减速器教学通常都是采用实物来代替的教学方式。通过实物模型的拆装实验来全面讲解器构成原理和工作模式。
结束语
虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用, 弥补了设备老化和仪器不足的问题, 使学生由被动接受变为主动参与, 是对传统实验教学的补充和扩展;虚拟实验室的建设紧密结合计算机技术、数据库技术和网络技术, 满足了实验室教学改革和发展的要求, 具有广阔的应用前景。
虚拟工程技术机械工程论文 篇2
随着计算机仿真技术的发展和应用的深入，仿真技术已广泛应用于制造业的评估工艺计划和设备，以及新产品设计。但是大部分仿真系统都是彼此独立的，都是针对产品生命周期中的各个阶段的功能需要而建立的特定仿真模型，是为某个阶段或其中的某个过程服务，因而产品和制造工程的建模能力不够全面，仿真功能并不完善。例如加工过程的仿真，主要集中在几何仿真上，它不考虑切削参数、切削力及其它因素的影响，只仿真刀具——工件几何体，以验证NC程序的正确性。随着制造业的发展，在几何仿真中仅仅建立刀具和工件的几何模型，已不能满足虚拟制造的要求，必须建立加工环境模型，包括夹具、工作台和虚拟机床。目前之所以没有很好的基于加工环境的仿真系统，并不是因为分析切削加工存在问题，而是因为受与切削有关的各个部件的物理特性的影响。因此，基于有限元的计算方法，虽然在其它方面取得了许多成功，但是对于切削过程却没有达到预期的效果。
所以，在虚拟制造技术的研究中，建立虚拟机床的设计模型，研究基于系统的机床仿真，具有很重要的意义。
《数控加工编程与操作》是一门工程实践性很强的专业技能课，我院授课中教师注重对学生工程意识的训练，注重理论结合实际，注重综合素质能力培养，注重综合分析问题和解决问题能力的培养，注重学生创新能力的培养。改变过去以课堂理论教学为主的教学方法，采取理论与实践教学并重，注重因材施教，积极采用虚拟机床与虚拟加工技术、案例式、讲练结合式、现场教学式、模块教学式等多种教学方法，鼓励学生独立思考，激发学习的主动性，培养学生的创新意识和解决实际问题的能力。
对数控机床、数控编程、数控加工技术基础知识各部分的教学，可采用理论讲解与现场参观、演示相结合的方法；对其它部分的教学，把虚拟机床与虚拟制造加工技术、多媒体课件引入课堂，理论教学采用分组讨论、分组完成课堂大作业等方法；实训部分结合理论讲解内容，采用模块式与虚拟机床、虚拟加工技术实训方法；对综合实训部分内容的教学，通过集中形式，采用模块教学式、真实生产式等方式。
机电工程学院老师一般采用课后复习思考题、课程大作业、课外科研实践环节，既巩固了所学知识，又能将所学知识应用于工程实践中，教学效果优良。虚拟机床与虚拟加工技术是数控编程与操作较为普遍采用的一种教学方法，通过虚拟制造系统，再经历真实生产式真刀真枪的操练，教学成本较低，能达到事半功倍的效果；案例式教学方法能吸引学生的注意力，增强师生互动性，能培养学生发表自己的观点，采取不同的思维方式，如在讲解零件加工工艺设计、数控编程等内容时可采用。
虚拟工程技术机械工程论文 篇3
【关键词】机械臂；虚拟样机模型；动力学仿真；静力学计算
文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2014.01.018
【Abstract】Combined with the actual case， the design method of mechanical arm based on virtual prototype technology was analyzed， and simulated technology method that can be applied to special large and complex machinery was also explored as well.
【Key Words】mechanical arm； virtual prototype model； dynamics simulation； statics calculation
引言
武汉中央文化区汉街知音广场东侧，设置有用于群众演出的汉街大戏台。戏台采用仿古木构建筑风格，舞台后区布置了3套六自由度的大型机械臂，其端部安装LED显示屏。通过机械臂的各种动作组合，实现LED背景在整个舞台任意空间内的无缝拼接和连续显示，是场内最出彩的设备之一。
机械臂由立柱、后臂、前臂、支座B、支座A和显示屏组成，立柱高度32.02 m，最大臂展27.053 m，显示屏面积11.25 m×6.66 m，每套机械臂重量达270 t 左右。机械臂上共有6个关节，从端部到根部依次为LED旋转屏、支座A、支座B、前臂、大臂和支承柱，如图1所示。
与目前常规的舞台机械相比较，机械臂具有体积大、自由度多、惯量大、速度快、精度高、安全性和可靠性要求高等特点。因此，对这种特型舞台机械的开发不能采用平面设计、样机加工、现场试验这样的传统模式，而应建立其虚拟样机模型，从而进行全方位的数字化设计与分析。通过建立机械臂的虚拟样机模型，将实际产品的外观、空间关系等以图形的方式显示，并模拟其在真实工程条件下的运动学、动力学和静力学特性，根据特性数据不断修正优化设计方案，不仅可提高设计效率、缩短设计周期、节约设计成本，更重要的是可以更大限度地保证设计安全性，提高样机研发的成功率。
1 虚拟样机模型
基于Pro/E软件（3D CAD/CAM系统的标准软件）的变量化设计和实体造型技术，可以完成机械臂各零部件的建模与整体装配。机械臂的主要部件模型有LED旋转屏（roll#01）、支座A（slew#02）、支座B（pitch#03）、前臂（pitch#02）、大臂（pitch#01）、提升缸（lift）、支承柱（slew#01）、配重（balance）等。模型的装配应遵循真实动作原则，并进行模型全方位的干涉检查与修正。其模拟三维模型如图2所示。
Pro/E软件中建立的三维模型应保证与实际产品的完全一致，包括结构细节、各部分材质与密度等，这些将直接影响到分析的精确性。利用Pro/E与机械系统动力学自动分析软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）的接口软件Mechanism/PRO，将准确的实体模型部件定义为若干刚性体部分（Part），并设定一些重要的关键点（Marker），将上述三维模型图导出为ADAMS分析可用的文件。
2 动力学仿真
动力学仿真的意义是替代常规的物理样机试验，将常规物理样机的动作试验、数据采集等在计算机环境下实现；仿真的准确性取决于三维模型、驱动参数等与实际产品的接近程度。
动力学仿真的主要目的有：计算各驱动系统的功率、输出扭矩或输出力，用于传动系统的设计选型；计算各运动关节在运行过程中的速度、位移或转角，用于驱动控制系统设计；计算各部件的运动惯性力，用于校核其结构强度。
2.1 仿真模型
建立仿真模型时，采用ADAMS进行产品的动力学计算，机械臂的动力学模型由Mechanism/PRO接口导出，各部件的惯量、重心等经过Pro/E设计过程校验，可保证与实际产品的一致性；各关节的运动副在ADAMS中建立，主要有旋转副与滑动副两类。机械臂动力学模型如图3所示。
2.2 驱动参数
机械臂包含了主要的直接承受驱动力的运动部件，其中：提升缸由液压系统驱动，启动与制动时间均控制在5 s，以匀加速方式启/制动；其余各部件的运动关节均采用电机驱动，同样在5 s内匀加（减）速启（制）动。但是，如果有意外断电等情况发生，无法控制匀减速停止，提升缸须在应急液压控制元件的保证下2 s内快速停止，旋转关节须在制动力矩控制下快速停止。另外，快速制动产生的惯性力较大，对设备结构有不利影响。主要驱动参数见表1。
实际演出时，机械臂的运动部件会进行不同的组合动作，以配合演员的表演。不同动作对机械臂结构的影响不同，本文综合全部关节启动或制动的恶劣工况，进行动力学计算。动作大致流程如下：slew#01顺时针启动，slew#02逆时针启动，pitch#03向上启动，roll#01顺时针启动，前臂pitch#02向上启动，lift向上启动，各关节启动并达到额定速度后，正常减速至零并开始反向启动，反向达到额定速度（位置接近该状态起始位置）时，各关节以表1中的制动力矩制动，油缸受控2 s内减速至0。
2.3 计算结果
经过计算，每个运动关节均可得到驱动功率、驱动（制动）力矩或驱动（制动）力、启动（制动）加速度、启动（制动）位移等参数，这些数据可为设计选型及强度分析提供依据。因全部计算结果、数据、曲线等信息量较大，无法一一列举，以下仅列出LED屏（旋转关节roll#01）的驱动功率曲线与加速度曲线，分别如图3、图4所示。
nlc202309012311
运行过程中，驱动功率最大值约为3 kW，考虑安全余量，选择5.5 kW电机；LED屏的最大合成加速度约0.9 ×9.8 m/s2，可作为设备强度计算的依据。
3 静力学计算
近年来，静力学计算已越来越多地应用于工程实践中，可以分析较为复杂的结构，并提高计算的精确性，从而弥补传统经验公式计算的不足，为设计阶段的强度校验和结构优化提供相对准确的分析依据；同时，也使对许多物理样机无法实测环节的分析成为可能。
静力学计算的主要目的有：计算不同受力时各零部件的应力分布；计算各零部件的挠度与受力变形；计算结构的稳定性；结构优化。
3.1 计算模型
采用工程计算中较为通用的ANSYS软件来完成机械臂的静力学计算，其准确性取决于计算模型的前期处理、边界条件的定义和材料属性的设定。
考虑到Pro/E样机模型与静力学计算模型的要求有所区别：前者更注重模型与实际产品的一致性；后者则从软件计算的角度出发，追求一定程度的合理简化，以期得到更高效、更准确的求解。将机械臂的Pro/E模型进行满足ANSYS要求的处理后，导出为可以被ANSYS软件识别的*.igs文件格式，导入ANSYS后，再进行网格化处理并定义材料属性，其主要受力材料均为Q345B（密度为7 850 kg/m3，弹性模量为206 GPa，泊松比为0.3）。
通过动力学分析得到的运动过程中各部件的受力数据，是静力学计算的可施加载荷；各部件独立计算时，需提取部件各连接点的受力；整体计算时，无需考虑部件之间的受力传递，仅考虑整体惯性力即可。而设备的静力学计算需考虑各种运行工况而进行大量的计算，以下仅取其中一例用以介绍此设计方法。
通过动力学计算，得到LED屏在制动过程中的最大惯性加速度为0.9 ×9.8 m/s2，将该值作为强度计算的施加载荷。机械臂的整体计算模型见图5，塔体两端施加位移约束，LED屏施加惯性加速度0.9 ×9.8 m/s2。
3.2 计算结果
经过ANSYS求解器的计算，可得到机械臂整体模型的变形为58 mm，主要是近30 m的悬臂支撑末端的屏幕（自重8 t）产生的挠度，该变形量符合实际设计要求；机械臂的整体应力为57 MPa，出现最大应力点的位置是提升油缸耳座附近，该处有接近6倍的安全系数，可满足设计安全性要求。变形图与应力图分别如图6、图7所示。
4 结束语
本文阐述了一种高效、优化的产品开发方法，并将其应用到机械臂的设计过程中。该方法可以使产品的设计者在虚拟环境中，直观形象地对虚拟产品原型进行设计优化、性能测试和安全分析，这对启迪设计创新、提高设计质量、减少设计错误、加快设计周期有重要意义。基于Pro/E、ADAMS和ANSYS平台的联合仿真技术也适用于其他特种大型复杂机械的研发与设计。
仿真模拟计算大大简化了样机试验的过程，降低了费用、节省了时间。但是，任何应用软件都有一定的应用条件，其中包括软件本身的局限性以及设计者建模简化程度的不同，故其计算结果大多与实际状况有一定差别。设计者一定要在参考计算结果的基础上，通过丰富的设计经验来分析和判断结果的可信度。必要时，还需进行一些局部的测试，不可盲目采信。
土木工程中的虚拟现实技术 篇4
一、虚拟现实技术及其特点
虚拟现实技术,又称灵境技术,是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支,大大推进了计算机技术的发展。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的,并非是真实的,但当用户进入这一局部世界时,在感觉上与现实世界却是基本相同的。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以,虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。
1、沉浸性
虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像,使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。
2、交互性
虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
3、多感知性
由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。
二、虚拟现实技术在土木工程中的应用领域
由于具有上述的优势特征,虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用,并且具有广阔的应用前景。现阶段,虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面。
1、在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用
在实际工程施工中,复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的问题,前者难点关键就在于施工现场的结构构件及机械设备间的空间关系的表达;后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。
基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术,在虚拟的环境中,建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型(虚拟模型),形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统,让系统中的模型具有动态性能,并对系统中的模型进行虚拟装配,根据虚拟装配的结果,在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多,起重机的布置位置、高度,缆风绳着力点的选择,构件堆场的位置,起重机的开行路线,构件起吊路线等,都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够,则工程施工的进度、成本等都会受到影响,甚至导致安全事故的发生。
建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中,不仅要考虑施工过程的安全性、可行性,还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心,钢结构屋盖支承在钢桅杆上,桅杆两端为锥形,与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形,更为了维持结构的稳定,在钢屋盖桅杆和混凝土之间,采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆,形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中,不同的支撑方案、不同的拼接方案,在结构的不同部位会引起不同的效应,而随着连接杆件的安装,这些施工阶段的应力将残余在结构部位上,并影响到最终的结构受力安全性;并在结构就位过程中,有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确分析。
2、在工程项目招标投标中的应用
建筑业是我国的支柱产业,建筑市场的过度竞争已是长期的事实。现代建筑工程项目的运作,业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内,如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此,承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时,也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标,往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作。
3、在可视化计算领域的应用
可视化计算将是今后一个重要的发展方向。在科研中,人们会遇到大量数据,为从中得出有价值的规律和结论,需要对庞大的数据量进行认真分析。对科学计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示,可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化,实现参数化及可视化计算,虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。
在运用有限元法进行结构分析时,利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小,用不同颜色表示出不同的等力面;也可以任意变换角度,从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能,实时修改各种数据,以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化,概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中,将增强计算软件的前后置处理能力。例如,在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中,倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等。
三、结语
虚拟现实技术在不断发展,专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍,三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。目前,虚拟现实技术还有很多不完善的地方,尤其在土木工程的研究方面,我们应努力建设虚拟现实技术实验室,开发有价值的虚拟现实工程系统,使其在工程设计、施工、管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。
摘要：虚拟现实技术是一项集成性极高的高新信息技术,本文通过对VR技术的讨论分析了VR技术土木工程中的应用,指出VR技术必将在土木工程中发挥越来越重要的作用。
关键词：虚拟现实技术,土木工程,可视化计算
参考文献
[1]张跃.土木工程中的虚拟现实技术[N].科技日报,1997-6-23.
[2]沈金良.虚拟现实技术在工程设计中的应用[J].科技交流,2004(3)
虚拟工程技术机械工程论文 篇5
摘要:本文首先对BIM虚拟施工技术进行了概述，然后根据以往的工作实践提出了其应用优势以及实际的应用程序和技术要点，最后还总结了提升BIM虚拟施工技术应用质量的措施。
关键词:工程管理;BIM;虚拟施工技术;应用
工程管理在整个工程项目进行过程中发挥着至关重要的作用，直接关系着最终的工程造价和施工质量，但是受到诸多因素的影响导致实际的管理过程面临着很多困难。BIM虚拟施工技术在目前的很多大中型建筑项目中应用广泛，为提高管理效率，节省管理成本，促进施工的顺利进行提供了良好的技术基础。
1BIM虚拟施工技术的概述
BIM即建筑信息模型，主要是指对建筑项目物理及功能特性的数字表达。所谓BIM虚拟施工技术就是指将建造过程在计算机上虚拟出来，然后及时发现存在的各种问题，以便对施工方案进行改进，这样能够有效保证后期的施工质量。BIM虚拟施工技术融合了计算机辅助设计和虚拟现实等技术，在高性能计算机硬件等相关设备的基础上，将工程管理中的各个要素集合到一起，这样一来就形成了一个工程数据模型，该模型包含了对整个建筑生命周期中所有的信息和知识资源[1]。
2BIM虚拟施工技术的应用优势
2.1提高施工质量，帮助企业实现集约化管理
在工程项目管理中采用BIM虚拟施工技术能够帮助管理层随时获取现场施工信息，然后及时、准确的作出施工指导，不仅避免了信息沟通交流不畅带来的麻烦，也降低了管理成本，促进集约化管理模式的`实现。同时，还在很大程度上促进了工程管理效率和质量的提升，为工程项目的顺利开展和完成提供良好的基础。
2.2有利于节约建筑和管理成本
当前的工程建设项目过程更加复杂，提升了工程管理的难度，因为设计变更和施工返工而导致的成本增加成为当前建筑行业的普遍问题。据不完全统计，在建筑总承包工程中，因为设计和施工方案不合理而导致的经济损失达到10%到20%。在这种情况下，利用BIM虚拟施工技术能够详细的展现工程的空间信息，正式的施工开始之前，可以对设计和施工方案的合理性进行检验，大大降低了返工率[2]。
2.3有利于实现精细化管理精细化管理是工程建筑管理的重点也是难点，尤其是在目前的很多高层和大型建筑中，施工环节众多且复杂，对精细化管理的技术和成本投入要求都比较高，单靠人工和普通的计算机系统难以实现。BIM虚拟施工技术可以提前对整个施工过程进行模拟，甚至可以细化到每一构件和管道的位置，这就为精细化管理模式的建立提供了良好的技术基础。
3BIM虚拟施工技术在工程管理中的应用
3.1应用原理
以建筑工程的设计和施工方案为基础，利用BIM软件建立起工程项目各种相关信息的模型。在正式的施工开始之前，检测设计方案，对其进行详细的分析和对比，以及优化模拟，从而制定出施工进度计划以及科学合理的施工方案。如果在检测过程中发现了设计漏洞，就可以及时弥补和改进，避免后期因为设计变更而增加造价成本。同时，利用3DMAX动画对复杂部位或工艺进行展示，能够更加直观的对现场施工进行指导，使得各个施工环节和工序更加协调。在实际的施工过程中，也可以实时的对模型进行维护，并根据设计变更、技术核定以及实际的施工情况调整模型。工程竣工以后，也可以利用BIM软件重现施工全过程，对于项目资金的使用情况，成本的支出情况等进行分析，发现施工过程中存在的问题，作为后期改进的依据以及责任追溯的证据。
3.2操作流程和要点分析
第一，提供标书文件、图纸、施工合同等虚拟施工方案编制依据。资料员收集并提供工程《设计图纸》、《标书文件》、《工程施工合同》以及《建筑施工组织设计规范》等作为《虚拟施工方案》编制的依据。
第二，组织虚拟施工方案编制工作。根据工程施工合同以及具体的施工要求，编制虚拟施工方案。
第三，建模阶段提供技术支持。在建模过程中，技术部门要提供必要的技术支持。如果图纸的表达意思不明确、不同专业的图纸之间产生了冲突等，就会使得编制人员理解到信息不一致，影响模型建立的公平公正性，最终的模型也不能很好的为工程管理提供帮助。因此，技术人员必须参与整个建模过程，随时提供技术支持。
第四，BIM建模。以招投标文件、施工图纸以及招标答疑等资料作为参考依据，采用BIM软件创建BIM模型，建立工程土建、钢筋、安装BIM模型[3]。
第五，BIM模型评审。BIM模型建立之后，要对其所展示的三维建筑设计方案进行审核，重点审核设计图纸和模型是否相符，节点部位是否符合图纸设计要求，现场的施工条件能否满足。
第六，对评审过程中发现的设计问题进行汇总，然后统一改进，最后再次进行审核。
第七，编制虚拟施工方案。虚拟施工方案是在BIM模型检测合格的基础上编制的，然后在结合施工标准和相关的文件资料以及投资方要求的施工进度等，合理编制工程方案，保证效率和质量的统一。
第八，集成数据信息。首先，按照施工方案的要求，把构件工艺参数以及影响施工的不同因素进行联系，然后模拟整个施工过程，这样就实现了虚拟施工过程各个阶段和各方面信息数据的有效集成。从而全面细致的规划施工工艺，并对现场施工进行科学指导。然后，将各个施工阶段的成本控制指标输入到BIM模型中，并注意设置预警提示，这样的话当实际成本超过预算就能够及时提醒相关工作人员注意，避免大幅度的超支。最后，按照虚拟施工方案中进度计划时间节点的要求，输入施工项目以及计划施工时间，通过视觉化3D模型显示，这样一来，工程管理人员就能够及时发现那些项目需要赶工以及具体的实行情况。
第九，模型维护。在实际的工程管理过程中，要对模型进行及时的更新和维护，保证资料的真实性和及时性，这样才能为提高工程管理质量提供帮助。根据工程联系单、签证单、技术核定单以及设计变更单等资料对BIM模型进行实时的维护，从而使工程土建、钢筋、安装个专业BIM模型与现场施工保持一致性[4]。
4如何提高BIM虚拟施工技术的应用质量
首先，要实现BIM和ERP(企业资源计划)系统的对接，BIM技术能够为企业提供丰富详实的项目技术数据，可以利用这些数据大力建设三大基础数据库，及BIM数据库、价格、企业定额。然后将BIM数据和EPR系统进行对接，构建一个完整的信息管理平台。利用该平台，能够帮助企业在工程管理过程中节约很多物力和人力资源，大大提升管理质量和效率。其次，在项目管理过程中应用BIM虚拟施工技术，要注意保证各个施工阶段数据的有效流通，这是实现现BIM在项目生命周期全过程中有效利用的基础。
5结论
通过以上分析可以发现，在实际的工程项目管理过程中，BIM虚拟施工技术能够发挥非常关键的作用。尤其是目前的施工项目普遍复杂化，对施工技术和管理能力的要求也更高，这种情况下，更要通过BIM模型来提高设计方案的合理性，然后据此建立科学的施工方案，减少设计变更和施工返工，从而节省工程成本，从根本上保证工程项目的管理质量。
参考文献
[1]伍绍君.BIM虚拟施工技术应用探讨[J].建材与装饰，(09):45.
[2]蒋爱明，黄苏.BIM虚拟施工技术在工程管理中的应用[J].施工技术，，43(15):87.
[3]朱昭波.工程管理中BIM虚拟施工技术的应用解析[J].江西建材，2015(13):276.
虚拟工程技术机械工程论文 篇6
关键词 虚拟装配技术；机械制造；计算机仿真技术
中图分类号：TP391.9 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)03-0081-02
In Machine Manufacturing of Conjecture Assemble Technique of Structure System and Technique Important Point//Zhang Guoyou, Wang Guoming
Abstract Conjecture assemble technique is the virtual reality technique, computer simulation and a variety of advanced technology are comprehensive application on the manufacturing assemble realm, it can complete perhaps support assemble process of can see to turn or assemble craft of programming, biggest exaltation efficiency of machine design and manufacturing.
Key words conjecture assemble technique; machine manufacture; computer simulation
Author’s address Light Industry College in Shandong, Jinan, China 250353; Shouguang Technician School of Shandong, Shouguang, Shandong, China 262700
1 前言
传统的计算机辅助装配系统的输入输出设备是二维的，而机械虚拟装配技术的输入输出设备是三维的，这对于机械制造专业特别是机械制造的实践模拟实验与动态的技术学习，具有重要的现实意义和深远的技术教育意义，也是目前虚拟技术在教育中的具体应用，具有广阔的发展前景。
2 机械制造中常见的虚拟装配系统结构
在机械制造专业中，虚拟技术已经十分普遍，但就从技术的系统性原理出发，常见的虚拟装配系统结构一般分为4个模块。
1）模型模块，功能是通过将零件的相关数据信息，包括几何模型、物理特征、零件的公差等，以及产品的装配模型，输入虚拟装配系统里，生成需要的虚拟零件模型，它是虚拟装配系统中最为基本的过程，具有基础性。
2）用户交互模块，即各种虚拟外部设备和其支持系统，通常有麦克风、数据手套、光栅眼镜、数据衣、头盔式显示器等。装配技术人员利用这些虚拟外部设备与虚拟装配系统进行人机交互，进行虚拟装配的各种操作，它是实现虚拟过程的交互体现，是感知与操作、认识与对比、接受与学习、技术与能力的具体体现。比如，要实现数据的模拟，是需要人的动手与动脑思考的，是需要显示与对比的，此模块就是最好的体现。
3）环境虚拟模块，是虚拟装配系统的核心，包括各种虚拟现实算法、虚拟装配环境配置、虚拟装配环境生成、虚拟零件模型、虚拟装配工具包以及虚拟外部设备驱动系统。其中，虚拟现实算法主要包括干涉检验算法、多细节层次模型自动生成算法；虚拟装配环境配置即对装配环境进行配置，包括坐标系的设定、定位、光照设置等；虚拟环境生成即生成虚拟环境所需的视觉、听觉和触觉信息等，利用各种优化算法对虚拟环境进行优化，以保证系统的实时性，为装配技术人员创造犹如现实的虚拟装配环境；虚拟装配工具包是由CAD系统创建的各种装配工具的几何模型转换得到的虚拟工具模型；虚拟外部设备驱动即各种虚拟外部设备的驱动程序。
4）输出模块，由输出零件装配轨迹、干涉检查报告、零件装配顺序文件、装配过程动画以及产品的虚拟模型组成。其中，零件装配轨迹可用来指导装配机器人的操作运动轨迹；干涉检查报告为产品设计更改提供参考，如更改零件尺寸、形状或者更改产品的结构；装配顺序文件用于指导制定装配工艺；装配过程动画用于培训装配人员。
3 机械制造中虚拟装配系统中的装配要点
在虚拟装配系统中，装配人员置身虚拟装配环境中，通过人机交互，利用虚拟外部设备对零件进行虚拟操作，完成产品的虚拟装配与数据报告。此过程可由3个重要环节组成，决定虚拟装配系统运行的优劣，也是机械制造中虚拟装配的动作要领之重点。因此，虚拟操作者不仅应掌握好，关键是能够实现真正的虚拟装配，达到虚拟的真正内涵，体现虚拟教育的本意。
3.1 准备环节
它主要是构建零件的虚拟模型，包括零件的工程设计信息、零件物理属性信息以及零件虚拟几何模型。零件的工程设计信息即那些体现设计者装配意图的几何元素，物理属性信息即对虚拟对象物理特性的描述，零件的虚拟几何模型则描述了虚拟零件的外观、几何形状，通过CAD系统生成的零件几何模型转换而来。工程设计信息体现的几何元素附加到零件的虚拟模型，可以保证虚拟零件在虚拟的环境下按照设计者的意图完成零件间的定位和约束，零件物理属性信息与虚拟几何模型相结合则可以在虚拟环境中再现现实中的零件模型。
在这个过程中，前期的设计与CAD系统的生成所需要的几何图形与元素是关键，在进行系统生成与设计中，基础性的零部件结构体系、数据需要有严格的界限和坚实的功底，否则难以实现资金积累环节的整体要求。
3.2 虚拟装配环节
这个环节是虚拟装配的主体，也是虚拟装配中最为直接的要素之一。首先，主要是对虚拟装配系统进行一些配置和环境设置，即构造虚拟装配环境，设置坐标系统以及灯光光照，构造工作台和调入所需装配工具，检查虚拟外部设备工作状况。其次，装配技术人员进行产品的虚拟装配。装配技术人员运用各种虚拟外部设备，直接与虚拟零件和虚拟环境进行人机交互，按照设计人员的设计意图进行装配。在这个过程，系统记录装配的各种信息，如零件的装配顺序、装配轨迹、干涉情况以及装配技术人员发现产品设计存在的问题等，并生成各种报告供有关工程技术人员备用。
3.3 输出环节
它是获得的虚拟装配的结果，主要是零件扫掠轨迹、零件装配顺序文件、零件装配轨迹文件、装配过程动画文件，还有零件干涉情况报告、产品的虚拟装配模型，这些结果都以一定的格式进行记录，并可以与其他机械工程系统进行数据交换。这样，机械工程人员在虚拟环境中对设计的产品进行虚拟装配，可以现实地感受他们自己或者他人设计的产品的科学性和可行性，及时发现设计中的种种问题。而且虚拟装配系统输出各种技术文档，能够给工程技术人员在设计和装配中有更多的参考，从而使决策准确率更高。
总之，机械虚拟装配技术是虚拟现实技术、计算机仿真技术、三维网络技术等多种先进技术在制造装配领域的综合应用，可完成或者支持装配过程的可视化或装配工艺的规划，极大地提高机械设计和制造质量，而且大大降低机械设计和制造的周期与成本。
虚拟工程技术机械工程论文 篇7
典型的数据采集控制系统由四大部分组成。
由于可编程仪器放大器技术、即插即用技术、告诉数据采集技术、多层电路板技术等最新技术的运用,让我们的数据采集卡很好的保证了和仪器一样的性能(精度、可靠性),该解决方案的使用让用户可以建立功能更加灵活,性能高但成本并不高的数据采集控制系统。
(一)基于GPIB接口的虚拟仪器
GPIB(General Purpose Interface Bus)是一种8位并行数据通讯接口,传输率达每秒钟1MB以上,有IEEE488 1 1987和IEEE48821992两个标准。如图所示,GPIB构成的虚拟仪器系统由GPIB接口卡和一台计算机以及若干台GPIB仪器通过标准的GPIB电缆相互连接而成。利用VXI总线实现虚拟仪器VXI是虚拟仪器比较具有代表性的硬件实施平台,它的特点是数据传送性能高,支持共享存储器,拥有多处理器结构,在实际运用中可以同时操作和测量数个已获得的数据通道,且可以实现对对个参数的高精度测量。一个基本的VXI仪器系统可以有三种不同的配置方法。
1)GPIB控制解决方案;
2)嵌入式计算机控制方案;
3)MXI总线控制方案;
从目前业界来说,比较主流的开发环境主要有2种:基于图形编程语言设计的虚拟仪器,比如labview,另一种为编程语言设计的虚拟仪器,例如CVI等。其中labview是世界上首次使用图形编程技术的开发系统,其本质是32位编译型程序开发系统。
(二)虚拟仪器技术的关键以及发展
虚拟仪器的最关键最基本的技术为总线技术。
我们要用到电脑的几种插槽(如PCI插槽、ISA以及各种扩展槽),在开发虚拟仪器之前,我们必须先确定用何种总线标准,PCI总线就是近年来一种比较先进和主流的总线规范。这种总线规范具有极好的兼容性,且功能全,传输效率也相对较高。在1998年,NT公司公开发布了PXI总线标准,这种标准可以看做是PCI在该领域的一次突破性扩展,有了这种新的标准,让我们的硬件功能可以更加强劲,在处理虚拟仪器的数据时处理速度大幅度提升。
二、虚拟仪器技术的应用
在开发和推广图形化编程技术这方面,我们首先要提到的是总部位于美国的NI。该公司作为业界的领军者,可以提供一个完成度非常高的虚拟仪器系统所需的所有硬件产品(包括各种性能优良的的数据采集产品,各种GPIB仪器控制产品以及各种不同配置方案的VXI仪器控制产品等)。NI的虚拟仪器的开发平台Lab VIEW作为目前最常见的编译型图形化编程语言,将以往非常复杂且程序繁琐的编程简化为直观、简单的图标或菜单,并运用线条将各个图像相互连接起来的简单编程方式。Labview中的源程序,非常类似于程序流程图。因此,我们只需要将程序流程框图做好,程序的编译也大体完成。在查错时也不必先编译,而是找出语法的错误即可。在实际操作中,我们只需要简单的点击鼠标左键三次,立即可以找出错误的类别,和具体的位置。该特性使用起来非常方便也极大的降低了工作人员的工作量。
三、汽车发动机检测系统
我国的清华大学利用虚拟仪器技术建立的汽车引擎检测系统,对发动机的动态检测如功率特性、负荷等特性进行检测。以前我们都是在DOS下开发的开发程序,往往需要很多年才开发出的系统在实际的使用中都不理想,现在将系统移植到labview下,不但开发时间大大缩短,开发出的检测系统其功能性、控制性能、扩展性能都大大的提高。
四、虚拟仪器技术在汽车测试实验中的应用
现在我们使用labview所提供的基本模块来制作简易的实验测试系统,便能够相对比较形象的展示出实验场景的搭建,并且可以对相关的控件进行操作,开展实验。
下面本文将以汽车热敏电阻传感器作为例子来介绍如何使用该系统编制程序进行实验。
名称:热敏电阻特性曲线测定
要求:实测PTCNTC 2种热敏电阻的温度曲线
工具:一般配置的计算机(win7操作系统)、labview软件
用公式节点给出随温度变化2种热敏电阻阻值的变化关系
我们将温度区间设定为20-120摄氏度,其中每5摄氏度为一个测试节点,每个温度测量的时间间隔是1000ms用功能面板里的write to spread sheet file函数,将电阻值和温度值保存成文本格式(.txt)。具体的文件名和保存路径有用户自己来设置。
具体顺序如下,当程序启动,先选择类型为热敏电阻,点击电吹风加热键,随着温度的持续增加,负温度系数的热敏电阻阻值直线降低,最终当温度上升至120度时,画出温度特性曲线,这是计算机自动弹出保存按键,键入自定义的文件名予以保存。
与传统实验方式比较
优点总结
在传统的实验中,所需要的实验设备非常多,具体有数热敏电阻、万用表、烤枪、温度计等等,而在虚拟设备中,我们仅仅要用到的硬件是装有labview软件的计算机。相对来说实验的经费投入大大减少,且极大的降低了实验室日常维护保养得难度。
虚拟工程技术机械工程论文 篇8
关键词：虚拟试验技术,车辆工程,计算机技术
随着计算机技术的不断发展,硬件性能的不断提高,虚拟试验技术得到了越来越广泛的应用。采用先进的试验仿真技术和虚拟试验技术,可以提高产品开发效率,缩短开发周期。如今,虚拟试验技术已经成为车辆新产品开发的一个重要工具。
1 虚拟试验技术
虚拟试验技术是目前最为先进的计算机技术之一。科研人员对于虚拟试验技术进行了大量的研究工作,但是对于虚拟试验技术的认识还存在一定的不足。因此,对于虚拟试验技术并没有一个较为明确性的定义。现阶段主要将虚拟试验技术理解为:虚拟试验技术在实际应用中需要依托计算机平台开展仿真技术,是在传感器技术、并行技术等发展下的一种新型科技。
就虚拟试验技术本身而言,它是一种依托计算机,为人们提供更加直观的视听感受的手段,突破现有的数值仿真技术在实际应用中的缺陷,为用户提供更加真实的环境。在将数据资源处理完毕后,用户就可以直接与图形交流,即采用交互式形式获得仿真性体验。
虚拟试验技术在实际应用中需要克服两个问题。首先,需要根据不同研究对象中所具有的信息内容,进而创建与之相匹配的物理试验模型。其次,根据不同的物理试验模型创建与之相匹配的虚拟环境。例如,对于对于汽车驾驶稳定性能虚拟试验中,需要为用户提供相关数学模型与虚拟环境。在虚拟试验环境中,试验人员在将试验原型及数据信息输入后,通过仿真计算模式最终得出虚拟原型,保证模型与实际需求之间的一致性。
虚拟试验技术更够让人们更加容易理解某一件事物,反复使用,经济成本较低。正是由于虚拟试验技术所具有的这些优势,它在车辆工程领域应用十分广泛,其研究工作一直是车辆工程领域研究人员的主要研究内容。
2 虚拟试验技术在车辆工程中的应用
现阶段,车辆工程领域应用虚拟试验技术主要集中于对车辆轮胎模型、系统、动力学与操作、仿真技术等方面的研究。
2.1 车辆轮胎模型的研究
车辆工程建设中的重要原件是轮胎。轮胎所具有的性能对于车辆动力性能、经济性、稳定性、舒适性等具有直接性影响。轮胎的实际生产流程及环境都较为繁琐,而车辆工程对于轮胎模型研究工作还不是十分系统,其中最大的难题就是对轮胎的建模及参数测量工作。在车辆轮胎有限元模型中,主要是对于轮胎所具有的性能描述,但是对轮胎研发设计方面描述较差。对轮胎研究中,虚拟试验技术更适合应用于分析轮胎在运行中与地面之间的相互作用。虚拟试验技术能够模拟出车辆轮胎在不同驾驶环境下的轮胎及车辆性能。轮胎模型可以通过三维有限元模型方式直观表现出来。在实际行驶中,虚拟环境中的轮胎状态与真实行驶中与地面作用水平基本一致,能够得出轮胎在车辆不同速度、环境、载荷下的仿真结构。
早在1999年德国召开的国家地面机械系统力学大会上,德国科研人员就通过一辆主动悬挂系统的卡车,在不同路况状态下行驶,进而对卡车轮胎与地面之间的作用情况开展了仿真虚拟性试验。试验中,轮胎模型使用的是FEM虚拟模型,试验成果以数学曲线及图像的形式反映出来。图像能够将卡车轮胎在与地面作用下的变形过程反映出来,卡车驾驶人员在驾驶中观赏到的视野通过数字地面仿真性表现。德国科研人员的试验受到了世界各国科研人员的广泛关注。
我国科研人员所开展的虚拟试验研究轮胎模型中,通过创建数学参数的形式探索轮胎在不同路况下的动力系统,同时将不平衡状态下路况可能出现的内力考虑在内,虚拟出轮胎在实际路况中应用的动力学,为我国虚拟试验技术在车辆工程研究中提供了较为系统性的轮胎模型。
2.2 车辆系统可靠性、耐久性的虚拟试验
就虚拟试验技术自身而言,虚拟试验技术能够对任何事物开展原型试验,特别适合于对时间及经济成本消耗等方面的事物试验。这是因为虚拟试验技术在实际应用中具有反复、经济成本低廉等优势。
在虚拟试验环境中,通过使用非线性有限元模式,缩短试验与真正情况之间的差距,探索车辆不同部位疲劳及可靠性。虚拟试验疲劳性及可靠性试验中,需要产生三个试验数据,分别是道路数据、车辆应力数据、预期中的疲劳数值。例如,对于卡车在不同路况下行驶的试验中,通过将车辆加速、减速和紧急制动来开展疲劳性虚拟,车辆整体疲劳性能及元件疲劳性能都能够在试验中通过数值或者图像的形式客观性反映出来,分析十分方便。
在对车辆可靠性及耐久性研究上,日本及美国等汽车厂家尤为关注,已经在相关虚拟试验上投入了大量人力及财力。在众多汽车厂家对汽车可靠性及耐久性研究中,日本五十铃汽车工作试验水平最为领先,已经能够将虚拟试验细化到关键零件中,现阶段试验趋势主要集中在对于车体强度虚拟试验方面。
2.3 车辆动力学与操纵稳定性的虚拟试验
现阶段,对于车辆动力学与操纵稳定性的虚拟试验分析主要应用的软件为ADMAS。该款软件能够实时性反应出试验成果,但是对于交互性及虚拟场景创建方面还存在一定缺陷。
在对于车辆动力学与操纵稳定性研究中,应用虚拟试验技术具有较多的优势。例如,科研人员在对于车辆动力学与操纵稳定性试验结果分析中,试验结果已经能够覆盖到车辆轮胎在不同状态下的受力情况及轮胎压痕变化上,且这些试验成果都是通过图像的形式展现。
2.4 虚拟原型试验仿真技术的运用研究
传统产品研发生产工作中,模型创建与物理实验都是分开进行的,即在零件样机制造完毕后创建物理实验,再根据实验中出现的问题修改零件样机。汽车设计生产中,对于每一个零件要求十分严苛,需要汽车企业在原件设计时投入大量的时间及资金。但是,在企业零件生产中运用虚拟原型试验仿真技术,能够通过先进科技模拟零件原型,进而根据虚拟出来的汽车原型进行安装调整。如果车辆性能没有达到预想效果,可以及时调整车辆设计方案,大大降低了汽车企业在设计修改方面的经济成本及时间。虚拟原型能够代替原有零件,提高了在汽车装备中的稳定性,降低了对原材料的需求。
正是由于虚拟原型试验仿真技术在实际运用中所具有的优势,因此世界各国汽车生产企业都十分关注企业对虚拟环境的发展水平,并且将虚拟原型试验运用在对于车辆原件设计中。例如,美国福公司创建了三个部门,开展对虚拟试验技术的研究工作。
3 结论
综上所述,虚拟试验技术拥有良好的研究及应用前景,但是虚拟试验技术发展并不是十分成熟,还需要科研人员不断完善。相信在科研人员的不断研究中,虚拟试验技术能够在车辆工程中担任更加重要的角色。
参考文献
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虚拟工程技术机械工程论文 篇9
为适应产品经济形态变化,提出了体验教学理念,要求社区建设能构建由低级向高级过渡渐次递进“体验”历程,由刺激形式的演变和强化使学生在学习过程中经历从感官直至关联的多水平层次的体验[1]。研究了网络教学支持理论,提出基于建构主义学习理论,采用“主导—主体”结合[2]的教学设计,建立“工程制图精品课程网络虚拟学习社区”,并设计了由“公共模块”和“个性化模块”构成的学习社区框架结构。
1 虚拟学习社区的建设支持理论和社区的框架结构
当前,单纯采用建构主义学习理论建立的虚拟学习社区,只强调学习者的主体作用,而忽视教师的主导作用,使虚拟学习社区的建设成为网络资源的堆砌,造成学习者迷失在众多学习资源中。“工程制图精品课程网络虚拟学习社区”基于建构主义学习理论,采用”主导—主体”结合教学设计的网络学习平台。
基于建构主义学习理论,采用”主导—主体”结合教学设计的学习社区,既强调学习者的个性与主体作用,也突出了教师在网络学习的主导作用。社区划分为“公共模块”与“个性化模块”(图1)。
“公共模块”设计的主要任务是整合现有学习资源与开发“参数化网络模型库和实验系统”,丰富完善网络学习资源。
“个性化模块”负责从“公共模块”中调度学习资源,并为学习者和指导者提供友好的、简洁的、易用的、新颖的交互界面。“我的课堂”子模块,负责与学习者交互,为学习者提供个性化自主学习和协同学习等多种学习策略,其设计的主要任务是资源的调度策略。“我的课程”子模块,负责与指导者交互,并通过与“我的课堂”子模块的通讯来完成指导者的主导作用。
2 “公共模块”建设理论与实现技术
“工程制图精品课程网络虚拟学习社区”采用“体验教学”理念来设计社区教学资源。“体验教学”是适应由产品经济→服务经济→体验经济的经济形态的变化,而提出的全新教学理念。“体验教学”旨在提升“体验”在人才培养中的价值地位;“体验教学”是一种应对体验经济时代人才素质需求而转变的崭新的教学模式,实质上意味着营造教学的“体验”环境,构建由低级向高级过度渐次递进的“体验”历程,由刺激形式的演变与强化,使学生在受教育过程中经历从感官直至关联的多水平层次的体验。
基于“体验教学”的本质特征,针对《工程制图》课程特点,将“公共模块”划分为“在线课堂”“模型室”“实验室”“论坛”“图书馆”“公告栏”“聊天室”七个基本子模块。
“在线课堂”主要为学习者提供“个性化自主学习”和“协同学习”学习资源。“协同学习”的实现需要调度其他六个模块完成;“个性化自主学习”的实现,则要求对学习者建立模型,并对知识点认真的剖析,理清知识点之间以及知识点与学习资源之间的关系。
“模型室”“实验室”(图2)采用虚拟现实技术,为学习者提供了完成参数化实验、浏览虚拟模型库的体验机会。
“论坛”“聊天室”“公告栏”为实现协同学习与指导下的自主学习提供支持。“图书馆”辅助各种学习策略的实现,提供教学文件、习题集、电子教案、课件、视频等学习资源,实现学习资源的共享。
3 “个性化模块”的建设理论及实现技术
“个性化模块”负责从“公共模块”中调度学习资源,实现“个性化自主学习”和“协同学习”等多种学习策略,并为学习者和指导者提供友好的、简洁的、易用的和新颖的交互界面。“个性化模块”的调度策略是以建构主义为根本,同时采用认知学习理论与有意义学习理论,有效地提供了“个性化自主学习”和“协同学习”等多种学习策略。
建构主义认为知识的获取是个体与环境相互作用逐渐形成认知结构的结果。导致形成认知结构的主要因素是同化作用,这种作用使有机体在适应环境时使客体在机体和能量两方面与有机体自身同化,并在整合客体过程中产生新的图式,即主体(学习者)在新的概念性表象层次上形成了新的普遍图式(认知结构)[3]。
认知学习理论强调学习者的主体作用,认为学习是学习者与外部环境交互作用,通过主体与外部刺激的同化、顺应和平衡形成认知结构的过程。
有意义学习理论指出,有意义的学习过程的实质,就是符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当概念建立非人为的和实质性的联系。
“个性化模块”的资源调度实现通过对知识点认真的剖析,理清知识点之间以及知识点与学习资源之间的关系,知识点之间的关系构成纵向调度,是资源调度的主线。知识点与其它学习资源的关系构成横向调度,同时对学习者建模,根据学习者学习能力和知识结构,调度不同的学习资源,因材施教,实现个性化学习。学习资源的展现是通过把新的知识点与学习者已学的知识点中特别相关的部分联系起来,实现有意义学习,利用相关资源中包摄性较广的、最清晰的和最稳定的引导性材料,用以促进学习和防止干扰。当学习者面对学习任务时,倘若其认知结构中缺乏适当的上位概念来同化新知识,则在知识点相关学习资源中选取概括与包容水平高于要学习的新材料的组织者。让学习者先学习这一组织者,以便获得一个可以同化新知识的认知框架;而当学习者面对新的学习任务时,倘若其认知结构中已经有了同化新知识的适当观念,但原有观念不清晰或不巩固,学习者难以应用,或者他们对新旧知识之间的关系分辨不清,则在知识点相关学习资源中选择一个指出新旧知识异同点组织者。
“个性化模块”交互界面采用Web2.0技术实现。将Web2.0技术应用于构建虚拟学习社区,能有效地解决了过去虚拟学习社区只重协作学习而不能为学习者提供个性化学习服务的问题,而且也能提供更多的协作学习方式,加强社区学习者的社群认同感,使学习资源的交流与分享更高效。工程制图课网络学习系统如图3所示。
4 结语
通过网络虚拟学习社区使工程制图课程教学模式有了新的突破,加强了教师与学生之间的联系,通过共同构建、协作学习提高学生认知能力,改善认知结构,结合传统人性化教学能够极大提高《工程制图》课程的学习效率,在现实中取得了良好的教学效果。
同时,虽然是针对《工程制图》课程的问题,但可作为研究学习引导系统等内容的共享平台,为建立其它课程的网络虚拟学习社区提供可直接利用的相关机制和技术手段,极具推广价值。
摘要：针对当前虚拟学习社区建设的现状和存在的问题,提出了基于建构主义学习理论工程制图虚拟学习社区建设方法,采用“主导—主体”相结合的教学设计。社区资源建设基于建构主义学习理论的同时,采用情境认知学习理论和有意义学习理论相结合,使社区建设以服务学习者为中心。
关键词：工程制图,建构主义,学习社区,精品课程
参考文献
[1]段齐骏.课程体验教学设计[J].中国大学教学,2007(5):30-32.
[2]何可抗.现代教育技术与优质网络课程的设计与开发[J].中国大学教学,2005(6).
虚拟工程技术机械工程论文 篇10
将理论与实际相结合, 在实践过程中激发学生对该课程的学习兴趣是改善当前教学质量的一个行之有效的方法。但由于机械控制系统体积庞大、价格昂贵、难于维护, 实验结果难以监测, 实验过程中又存在安全因素等, 所以这些控制系统难以装备于实验室供学生实践。不过随着计算机与信息技术的发展, 开发出满足实验学习的虚拟实验平台已经成为可能, 学生们再结合电子教案及多媒体教学, 在交互式学习和实验中增加学生对控制系统的感性认识和培养他们对本学科的热情。使老师不再“难教”, 学生不再“难学”成为可能。
一、搭建虚拟实验平台的步骤
虚拟实验平台基于Matlabwebserver搭建, 采用这一方案是因为Matlabwebserver采用了标准的Html文档和表单, 允许开发人员将Matlab的应用程序通过Internet进行发布。Html文档作为Matlab应用的客户端界面。一旦虚拟实验平台搭建完毕, 客户端即使不懂Matlab的使用, 也可实现Matlab的仿真, 并且还不需要客户端安装Matlab, 一切的运算都是在服务器上完成。
(一) 配置服务器
在服务器上安装Wamp Server软件, 这里采用软件的默认路径安装。以记事本方式打开C:/wamp/bin/apache/Apache2.4.4/conf下的httpd文件并在最后添加如下配置内容:
在C:/wamp/www/wsdemos下新建名为cgi-bin和icons的文件夹, 将其属性调为Everyone完全控制。复制C:/matlab7/toolbox/webserver/wsdemos文件夹下名为matweb.conf和matweb.exe的文件至新建的cgi-bin文件夹中。以记事本方式打开matweb.conf, 添加如下内容:
(二) 客户端输入html文件编写[1]
客户端输入html文件关键要在form表单中做如下定义:
摘要：控制工程基础是我校机械类专业的专业基础课, 由于该课程理论性较强, 传统教学中缺乏有效的实践环节, 学生学习效果差。为了改善教学质量, 本文详细介绍了网络虚拟实验平台搭建的方法, 学生借助仿真实践来提高学习效果。
关键词：控制工程基础,网络,虚拟实验平台,仿真实践
参考文献
[1]姚军.译HTML与CSS入门经典 (第8版) 人民邮电出版社, 2011.
虚拟工程技术机械工程论文 篇11
【关键词】水质工程 虚拟仪器技术 课程教学
【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）05-0245-01
水质工程学是市政与环境工程等专业的核心课程，历来是各高校相关专业学习的重点内容。该课程涵盖物理、化学、生物、化工等多学科的理论，用工程学的方法研究给水和废水处理的工艺和工程技术，要求学生全面系统地了解水的性质、给水和废水的水质特征与水质指标等基本概念与理论；掌握城镇给水与废水处理技术的基本概念、基本理论、基本计算方法及其发展状况。课程知识面广，内容抽象，还包括大量的数据以及公式、设计图。传统的教学方式存在内容不够直观和全面等弊端，大大影响了课程的教学效果。
虚拟仪器技术是将计算机技术和仪器技术相结合，形成新概念仪器——虚拟仪器，近年来发展十分迅速。将虚拟仪器应用到水质工程学课程中，实现将水处理工艺构筑物从抽象概念到具体实物的转换，改变传统语言化的教学现状，优化教学效果。
一、虚拟化仪器技术的概念
虚拟仪器概念（Virtual Instrumentation）最先是20世纪80年代中期由美国国家仪器公司首先提出的，是基于以计算机硬件为核心的测试平台上，根据需求设计定义虚拟的操作前面板，由软件来实现一系列仪器测试功能的一种计算机仪器系统。形象地说法就是“软件即为仪器”。
“虚拟仪器”可代替传统的测量仪器，也可自由构建成专有仪器系统。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融合为一体。从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。
二、虚拟技术的特点
虚拟仪器之所以被大多数行业所应用，是因为它相对于传统的技术存在着很多的优势：①功能先进，具有可开发性，用户可根据自身需要自行用软件定义；②仪器功能的改进和扩展只需设计更新对应软件，而不需购买新的仪器；③仪器使用过程中，检查和维护费用低；④仪器研制周期较传统仪器大为缩短。⑤虚拟仪器开放、灵活，可与计算机同步发展，可与网络及其他周边设备互联。
虚拟技术在教学方面的作用性更强，可以利用它的开放性和对数据的处理能力，将复杂的教学知识加以仿真，增强真实感，让学生可以对复杂多样化的知识进行全面的了解，对各个部分的工作流程看得更加清楚，这样在给学生的学习增加了兴趣的同时，也增强了学生对知识的消化能力。虚拟技术的开放性和独特的仿真性在我国具有强大的作用。
三、虚拟仪器技术在水质工程学教学中的应用
（一）完善教学内容
目前教师主要采用制作电子幻灯片的形式进行水质工程学的授课，幻灯片的形式多以静态内容为主，而水质工程学课程中涉及很多水处理技术相关的处理构筑物，需要讲解各种构筑物的原理、运行过程及内部构造等知识。幻灯片中单一的图片和简单的视频信息对学生来说并不直观和全面。虽然课程安排了学生现场参观实习，但由于实习课时有限以及学生参观规模较大，可参观的水处理厂的数量有限。再有运行中的构筑物无法看清它的内部结构及具体的运行过程。
采用虚拟仪器技术可以构建虚拟的处理构筑物，设计虚拟的水处理工艺流程，可提供一种仿真的水处理厂运行的“情境”。学生和老师可以通过计算机外部输入进行虚拟仿真实验，实时操作，观测构筑物及整个处理流程的运行过程。这种直观的展示可以学生更容易掌握相关的工作原理，对整个水质的工艺流程有足够的认识，同时可以增加学生的兴趣。
（二）提高学生实践能力
水质工程学课程主要注重培养学生在水处理技术领域的工程实践能力，所以教学中涉及课程实习和课程设计等教学环节就变得尤为重要。但是由于存在以下几个原因效果不甚理想，同时也给教师的教学工作和学生的学习带来了很大的压力：①水厂实习过程中，出于安全考虑，学生不能近距离观看。②学生无法跟上现场讲解员的节奏，达不到实习效果。③设计过程中，学生缺少立体想象能力，不能够对尚未接触过的水工构筑物进行合理地构想，进而绘图。④很多高校教师由于没有工程实践经验，指导设计的内容与实际工程严重脱钩。
利用虚拟仪器技术所具有的仿真作用将水处理过程充分的展现出来，对每个部分的动态运行过程更加直观的演示，并让学生们进行详细的分析，将水质的工作流程以及处理的方法进行总结。通过这种形式的学习可以使学生对各个参数之间的关系、各个结构的运行有更加清晰的印象，大大的增强了学生的设计能力和工程应用能力。
（三）增强学生学习兴趣
在利用虚拟技术将污水处理的过程进行仿真，学生可以通过软件观察出处理的过程和水流的情况；可以在操作“虚拟构筑物”的过程中，发现问题，解决问题。这会大大提高学生的学习兴趣，提升学习效率和积极性。
总之，虚拟仪器技术必将成为高职院校、科研院所进行教学研究的重要方法和手段，并且具有极大的发展潜力。对提高课程的教学水平、改善工科专业课程实践环节的不足、优化教学内容、培养具有创新意识和创新能力的工程实践型人才都将发挥巨大的作用。
参考文献：
[1]秦鑫.虚拟仪器技术在医疗仪器教学中的应用[J].中国现代教育装备，2011，09：21
[2]马晓阳. 虚拟仪器技术在教学中的应用[J].现代教育技术，2006，05：
[3]彭永丽.虚拟仪器技术在水质工程学教学中的应用[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2013，04：134.
基于虚拟现实技术的机械制图教学 篇12
随着新技术的迅猛发展, 为培养适应新形势的高级技能型人才, 许多高等院校各学科的教学改革在如火如荼地进行着。《机械制图》课程是高等院校理工科学生必修的一门实践性较强的专业基础课, 如何优化《机械制图》课程的教与学, 是值得研究的重要课题[1]。近年来, 始于军事和航空航天领域的虚拟现实技术, 已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等方面, 并且在许多领域中表现出了强劲的势头, 越来越被各界所重视, 具有广阔的应用前景[2]。本文将虚拟现实技术运用于机械制图教学中, 这是教育领域应用信息技术的一种创新。
1. 虚拟现实技术简介。
虚拟现实技术也称灵境技术或人工环境, 是一种以沉浸性、交互性和想象性为基本特征的, 可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它综合利用实时三维计算机图形技术、广角立体显示技术、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术等一系列先进技术, 模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能, 使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备或利用键盘、鼠标等输入设备, 便可以进入虚拟空间, 成为虚拟环境的一员, 进行实时交互, 可以及时地、没有限制地观察三维空间内的事物, 获得对虚拟事物的感性和理性认识, 让使用者如同身临其境一般, 从而深化概念和构建新的构思和创意, 创建了一种以人为中心的多维信息空间[3]。
2. 虚拟现实技术的特点。
虚拟现实技术以其基本的“3I”特征, 特别是以人为中心的人机交互特征在国内外的各领域得到了广泛应用。“3I”即沉浸 (Immersion) 、交互 (Interaction) 和想象 (Imagination) , 这三个“I”反映了虚拟现实系统的关键特性, 就是系统与人的充分交互, 它强调人在虚拟现实环境中的主导作用[4]。
“沉浸性”使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中, 一切看上去是真的, 听上去是真的, 动起来是真的, 甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的, 如同在现实世界中的感觉一样。“交互性”是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度 (包括实时性) 。例如, 用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体, 这时手有握着东西的感觉, 并可以感觉物体的重量, 视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。“想象性”强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间, 可拓宽人类的认知范围, 不仅可再现真实存在的环境, 也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
3. 虚拟现实制作常用软件。
虚拟现实制作常用的软件包有3DMax、Virtools、Quest3D、Open GL等[4]。“3DMax”是集造型、渲染和制作动画于一身的三维制作软件。通过3Dmax软件能够制作出真实的立体场景与动画, 是在个人PC机上最优秀的三维动画制作软件, 受到了全世界无数三维动画制作爱好者的热情赞誉。“Virtools”是功能非常强大的游戏和虚拟现实开发工具, 是一套整合软件, 可以将现有常用的档案格式整合在一起, 如3D的模型、2D图形或是音效等。“Quest3D”是一个容易且有效的实时3D建构工具, 能在实时编辑环境中与对象互动, 轻松实现虚拟现实的效果。“Open GL”是个专业的图形程序接口, 是一个功能强大、调用方便的底层图形库, 主要是用来读入标准3D模型, 然后处理漫游等动画效果的。
4. 虚拟现实技术常用硬件配备。
完备的虚拟现实系统需要配备许多硬件设备:如数据手套、数据衣、立体眼镜、传感器、头盔显示器、BOOM显示器和声学硬件等[4]。
数据手套是最常见的输入装置。人机交互时, 可以看到虚拟手随着真手在虚拟环境中活动, 可进行物体的抓取、移动、装配、操纵和控制等。数据衣是一种穿在用户身上, 把他的整个身体中各个部位运动的数据输入到计算机的装置。立体眼镜以其简单的结构、轻巧的外形和便宜的价格成为目前最为流行和经济适用的虚拟现实观察设备。
二、虚拟现实技术应用于机械制图教学
由于学生缺乏空间想象力, 在校接触零部件的机会不多, 无专业工作经验, 当他们在书本或课件中见到一些机器和零件的二维视图时, 无法勾勒出物体的正确轮廓, 感到学习枯燥没吸引力, 因此, 在机械制图教学中, 首先要解决的是学生的感性认知问题。对此, 我们可以在机械制图教学中引入虚拟现实技术。利用虚拟现实技术对机械制图中一些典型机构进行模型的创建, 并采用虚拟仿真和动态演示的方式, 学生可清楚认识机械零件的结构, 机构运动规律及其工作原理, 更容易理解机械零件的二维设计图, 这样就大大提高了学生的接受水平, 激发了学生学习的热情和主动性, 为后续课程的学习打下了基础。
当学生戴上数据手套和头盔显示器等设备时, 可以对虚拟环境中的模型进行移动、翻转等动作, 如同手中拿着真实的物体从不同的角度充分地观察, 使学生完全沉浸在虚拟环境中, 从而在脑海中准确地建立各模型的空间概念。这样就把学生感到头疼难以理解的内容形象、生动、直观地展现在他们眼中, 从而解决了由于抽象思维能力不强引起的感性认知不足的问题, 帮助学生迅速掌握所学内容。
1. 虚拟现实技术在组合体读图中的应用。
在机械制图组合体的教学中, 已知两个视图求作第三个视图是教学中的重点和难点, 它考查了学生的空间想象力和作图技巧。通常对于一些叠加、挖切多处的形体, 且图形中线条的交叉重叠而且虚线较多, 求作第三个视图时, 学生作图速度会很慢, 甚至无从下手或完全想象不出形体的形状。利用虚拟现实技术对组合体进行实体模型仿真, 学生可以将虚拟实体和二维视图进行反复对照, 培养学生将各个视图联系起来的读图能力和分析能力, 使学生对图中的线框和图线的含义有直观的印象, 提高学生对组合体的综合分析能力。
表达零件内部结构常常采用剖视图, 但在讲解剖视图时, 如果形体结构复杂, 学生则很难想象出零件的内部形状, 甚至弄不清剖视图的形成过程、剖切平面的剖切位置, 不知道哪些部分被剖切平面剖切, 图中哪些地方要画剖面线。为此, 我们用虚拟现实技术制作零件模型, 利用“剖切”功能, 通过设置好的剖切位置和剖切平面, 对零件进行全剖、半剖或者局部剖。学生戴上立体眼镜和数据手套后, 可以对剖开的两部分模型进行分合、旋转等动作, 更直观地观察剖切体。这样, 就可以清楚地看到零件的内部结构, 进而可以清楚地分辨出在视图中各线条所代表的意思。这对教师讲课和学生学习剖视图有很大的帮助, 不用费很多课时就能很好地完成教学任务, 达到事半功倍的效果。
2. 虚拟现实技术在零件结构方面的认知。
机械制图的教学通常是针对大一学生来开设的。大一的学生对机械零件的接触很少, 对于零件结构, 尤其是零件的工艺结构知之甚少, 很多工艺结构学生不认识、不理解。例如倒角、倒圆、铸造圆角、拔模斜度、键槽、砂轮越程槽等, 学生光看二维工程图或者三维模型图很难理解并记住这些画法, 如果采用虚拟现实技术将这些结构直观地展现在学生眼前, 并让他们带上立体眼镜和数据手套触摸这些结构, 必然会加深对这些结构的认识和理解。
除此之外, 对于各种标准件、常用件以及轴套类、轮盘盖类、叉架类、箱体类零件, 学生难以把实际中的物体与之对应上, 会出现张冠李戴的现象。利用虚拟现实技术创建一些标准件、常用件和各类零件的模型库, 在教学中, 当讲到什么零件时就从库里调出该零件, 让学生直接观察该零件的结构, 分门别类地记忆, 这样既节约经济, 可以省去了购置大量实体模型的费用, 又可以让他们印象深刻, 掌握得更扎实, 从而加强学生绘制并阅读零件图的能力。
3. 虚拟现实技术在装配结构方面的认知。
对于装配图部分的教学, 不仅教师觉得比较难教, 而且学生也普遍觉得难以掌握。学生对于装配体的结构、工作原理、零件间的装配连接关系等都缺少感性的认识, 无论是阅读还是绘制装配图, 学生都感到非常吃力。为此, 可以利用虚拟现实技术构建虚拟装配系统, 将机构中的各零件装配在一起形成装配体, 并对装配体进行模拟装配和动画演示。在装配过程中不仅可以验证设计和装配的可行性和工艺性, 还能定出最优的装配工艺与路径, 还可以利用虚拟现实技术的硬件装备, 让学生自行完成虚拟装配。这样, 学生就可以轻松地掌握装配体各零件间的装配关系和装配体的工作原理以及运作过程等, 提高了学生阅读并绘制装配图的能力, 并且为后续机械原理和《机械设计》课程打下基础。
三、结语
虚拟现实技术在《机械制图》课程的教学中, 其直观、形象、生动的模式易于教师的教授和学生的学习, 有利于学生全方位感知组合体的内外部结构、零件的工艺结构和装配结构等, 使抽象的投影关系与直观的视觉印象能相互转换, 有助于提高学生阅读和绘制二维工程图的能力, 同时培养了学生现代设计的意识和创新思维, 适应当前卓越工程师教育的培养方针, 随着虚拟技术的发展, 将在机械制图教学中发挥更大的作用。
摘要：随着新技术的迅猛发展, 机械制图的教学在不断的革新。本文简介了虚拟现实技术, 并将虚拟现实技术运用于机械制图的课堂教学中。采用虚拟现实技术进行机械制图教学有利于学生感知组合体的内外部结构、零件的工艺结构和装配结构等, 有助于提高学生阅读和绘制二维工程图的能力。
关键词：虚拟现实技术,机械制图教学,组合体内外部结构,零件的工艺结构,装配结构
参考文献
[1]陈敏, 王国勇, 伍胜男.虚拟现实技术在机械创新实验教学中的应用[J].中国教育技术装备, 2011, (21) :114-116.
[2]朱凤艳, 赵维信.运用Solidworks软件, 建立机械制图虚拟模型库[J].科技资讯, 2009, (10) :53.
[3]李洁, 陈林.虚拟技术在机械制图教学中的应用研究[J].职业教育研究, 2012, (2) :12-14.
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