试验、修改设计、重新试制

,经过较长时间才能投入生产,许多设计问题不能在产品设计阶段及

时发现

,导致了产品开发周期长。虚拟设计的研究和开发使缩短机械产品的开发周期成为现

实。其显著特点之一是利用存储在计算机内部的数字化模型一虚拟产品来代替实物模型进行
仿真分析

,在制造过程中由计算机生成全部工件原形,然后对虚拟原形进行预装配,在预装配

同时还能进行碰撞检测、阶段性的性能检测等。若对测试结果不满意

,还可对工件设计图进行

实时修改

,提高了可靠性,节约了大量原材料,从而提高产品在时间、质量、成本、服务和环境等

多且标的决策水平

,达到全局优化和一次性开发成功的目的。复杂的大型收获机械非常需要

这种虚拟仿真技术

,它不但可以在机构运动学上加以仿真,还可以通过有限元分析、优化设计

等方法对机构的动力学加以分析、仿真

,对各构件参数进行优化。 

　　

2.2 虚拟技术的建模 

　　同仿真技术一样

,虚拟世界的建模是开发虚拟技术应用的核心。首先从数学上定义基本

过程

,并配备已有的硬件资源。建立起设备零件的几何模型,再将之转换成能在计算机上实现

和运行的仿真模型。其次

,开发对象数据库和优化模型,即建立对象的形状、外表、行为、限制模

型并将对应的

I/O 工具映射到仿真的世界。 

　　

1)几何建模。描述虚拟对象的形状和外表,可通过照片扫描或图像绘图软件建立。2)运动

建模。表示虚拟对象在虚拟世界中的动态特性

,有关对象位置变化、碰撞、伸缩、手抓提和表面

变形等方面的特性就属于运动建模问题。

3)物理建模。反映对象的质量、惯性、表面粗糙度、硬

度和形状变化模式。如果建立了实体的物理模型

,就可以用虚拟手握住这个实体,就能够真实

地感受到该物体的质量、表面光滑程度等。

4)声音建模。根据听觉机理提供声音模拟。5)模型

分割。在不失真的条件下

,减少模型的复杂度,提高显示实时性。 

　　

3 结束语 

　　在机械工程中应用虚拟技术的优点是很明显的。实时建模可使得整个生产线的工作流程
最佳化

,缩短达到最佳计划生产的时间。在制造生产设备之前就可调试工具和软件程序。 

　　综上所述

,可以预料在 2I 世纪。随着科学技术的不断发展,虚拟技术必将会在机械领域逐

步扩大应用。当然

,亦应充分认识到,虚拟技术是一门新兴的高科技发展技术,具有很大的潜力,

在我国尚处于开拓时期的初级阶段。但是只要重视并大力发展虚拟技术在机械工程中的应用

,

虚拟技术在机械中将会有广阔的发展前景。

 

　　参考文献

 

　　

[1]周廷美.虚拟现实技术在汽车车身开发中的应用[J].汽车工业研究,2003,3:37-39. 

　　

[2]李霞.虚拟技术在农业机械中的应用[J].农机化研究,2005,5:54-56.