虚拟装配模型的运动仿真技术研究

摘要

运动仿真技术是当前CAD研究和应用中的重要技术，本文研究基于虚拟装配模型的运动仿真技术，它是计算机图形学与机械学相结合的一个研究领域，也是机械设计技术与虚拟设计技术综合研究的一个重要方面。本文对运动仿真技术的一些关键技术做了研究和分析，将面向对象技术和虚拟现实技术应用到虚拟仿真设计中，建立了集基本虚拟建模、虚拟装配、运动仿真于一体的虚拟仿真系统。 本文首先研究了运动仿真技术相关的一些关键技术，将面向对象技术和虚拟现实技术应用到虚拟设计中，建立了具有一定功能的虚拟仿真环境。系统界面简洁，交互功能强，方便用户进行操作。 其次对虚拟模型的建模技术进行了研究和比较，实现了对模型的参数化建立，并可以在虚拟环境下，进行三维操作。并将运动仿真的两种分类方式相联系和综合，建立了三种典型的机构来表示三种不同的仿真类型。以机械中齿轮传动装置为研究对象，重点研究了基于装配模型的运动仿真。在具体实现时采用了多种优化措施来提高系统性能，使得系统运动仿真效果逼真，仿真速度快。 最后对全文做了总结，并展望了下一步的工作。该系统具有新一代微机CAD仿真系统的特点，具有一定的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2虚拟设计技术研究的历史、现状与发展

1.2.1虚拟设计研究的历史与现状

1.2.2虚拟设计技术研究的发展

1.3虚拟装配技术概述

1.4运动仿真技术概述

1.5本文主要研究目标与内容

第2章虚拟CAD仿真系统架构的研究

2.1引言

2.2虚拟仿真系统的分类

2.3虚拟仿真系统建立的关键技术

2.3.1虚拟现实技术

2.3.2面向对象技术

2.3.3计算机图形学技术

2.4虚拟仿真系统结构

2.4.1虚拟仿真系统的体系结构

2.4.2虚拟仿真系统的功能结构

2.4.3虚拟仿真系统的模块结构

2.5小结

第3章虚拟实体建模与三维操作

3.1引言

3.2虚拟实体建模

3.2.1虚拟实体的几何表示

3.2.2参数化技术的研究

3.3三维交互操作

3.3.1三维拾取

3.3.2三维空间中的平移旋转操作

3.4小结

第4章基于运动学的仿真技术研究

4.1引言

4.2运动仿真的分类

4.2.1运动仿真模型的分类

4.2.2运动特征的分类

4.3运动仿真流程设计

4.4时间模型的平面仿真和空间仿真

4.4.1时间模型的平面仿真

4.4.2时间模型的空间仿真

4.5小结

第5章空间组合模型的运动仿真

5.1引言

5.2齿轮的数学模型

5.2.1直齿圆柱齿轮的数学参数

5.2.2齿轮啮合基本定律

5.3齿轮的装配

5.3.1运动轨迹规划

5.3.2装配过程中的碰撞检测技术研究

5.4齿轮-齿轮-齿条传动的实现

5.5优化技术

5.5.1双缓冲区

5.5.2显示列表

5.6小结

结论

本文完成的课题内容

今后工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢