三维吊装仿真技术介绍-焦博
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大型汽车吊吊装仿真技术研究的开题报告一、研究背景和意义随着近年来工程建筑的不断发展,大型汽车吊作为一种重要的吊装设备,在工地吊装中发挥着越来越重要的作用。
然而,在吊装过程中的安全和准确性最为关键,一旦吊装失误会造成极大的损失,甚至危及生命安全,因此,对大型汽车吊的吊装过程进行仿真技术研究,提高吊装作业的安全性和精确性,具有重要的意义。
二、研究内容和方案1. 研究内容:本研究主要是针对大型汽车吊在吊装过程中的吊装行为以及吊装控制等方面进行仿真研究。
具体而言,研究内容包括以下几个方面:(1)大型汽车吊吊装系统的模型建立通过对大型汽车吊整个吊装系统进行建模,包括吊臂、车辆、钩组、吊装绳等细节,将整个吊装过程模拟在计算机环境中,从而进行仿真研究。
(2)吊装作业仿真根据大型汽车吊吊装系统的建模,使用仿真软件进行吊装作业仿真,进行吊装的模拟、计算和分析,掌握吊装过程中各变量之间的相互影响规律;仿真结果的输出可作为吊装方案的重要参考。
(3)吊装控制仿真针对大型汽车吊吊装控制系统,实现数值仿真模拟,以保证吊装过程的安全性和准确性。
通过调整参数,观测仿真结果,以确定最佳的吊装方案。
2. 研究方案:本研究的研究方案包括以下几个步骤:(1)大型汽车吊吊装系统的建模选择适宜的建模工具,对大型汽车吊吊装系统进行建模,包括吊臂、车辆、钩组、吊装绳等细节。
通过对各个模块的运动学、动力学等性质评估,制定模拟方案。
(2)仿真模拟使用数字仿真技术,将各个模块的数据进行整合、计算和分析,对吊装过程进行数字模拟,确定吊装方案。
并对仿真结果进行分析和评估,使其更加符合实际操作。
(3)数据分析和评估针对不同的仿真模拟结果,进行数据分析和评估,包括运动学与力学特性的分析和分布、变量调整对模拟结果的影响等。
评估指标包括吊装效率、安全性、精度等。
三、研究进度安排根据研究方案,研究进度安排如下:第一、二个月:文献综述和研究方案制定;第三至六个月:大型汽车吊吊装系统建模和仿真模拟;第七至九个月:数据分析和评估;第十个月:研究成果的撰写和总结。
三维吊装仿真系统简介三维吊装仿真系统1.系统开发目的与用途随着石油化工、海洋工程、桥梁建设等快速发展,重达数百吨甚至数千吨的超大型设备的吊装越来越多,工作现场环境更加复杂,两台起重机乃至多台起重机协同作业的情况也越来越多。
在这种情况下,为了能够安全顺利地进行吊装作业,统筹安排起重机资源,各个建设公司对吊装方案设计的精确性、合理性、高效性和可靠性都提出了更高的要求。
但目前吊装方案的制定主要采用人工计算选择方式,工作量大,缺乏先进的科学依据,方案制定的直观性不强,影响方案的准确性、效率性和可行性。
因此开发本软件的目的是充分发挥工程设计人员主动性、创造性和计算机的计算能力强、计算精确、直观的可视化的特点,应用先进技术与方法,由软件完成各种构件校核、吊装机型工况的选择、三维可视化功能,使方案制定人员摆脱繁重而复杂的计算工作,缩短制定周期,提高方案质量与可靠性。
本软件面向吊装行业,辅助方案制定人员完成吊装附件(索具、平衡梁、吊耳、吊盖等)选择与校核,吊装机型选型,三维场景、吊装设备绘制,吊装过程三维仿真及方案输出工作。
软件中吊装附件的选型校核遵循石油化工行业标准颁布的《石油化工工程起重施工规范》和《大型设备吊装工程施工工艺标准》,及《机械设计手册》。
本软件也可应用于移动式起重机的三维仿真模拟方面。
2.系统功能与技术特点本软件是面向吊装行业的辅助吊装技术人员制定吊装方案的软件系统。
该软件可以根据用户输入的吊装参数自动列出一系列满足要求的吊车作业工况,用户选择其中一个吊车作业工况后,就能够在虚拟的三维作业环境中进行吊装作业仿真,让用户直观地看到该吊车实施吊装作业的过程,查看整个吊装作业过程中的情况,提前排除一些不可行的吊车工况,这将极大减轻吊装方案制定人员的工作量,缩短吊装方案制定的周期,并同时提高吊装方案的可行性。
2.1系统功能1)吊车作业工况选择根据吊装的实际需要,通过输入吊装参数及一些筛选条件进行单台吊车或主副吊车作业工况的选择,并把满足吊装参数要求的吊车作业工况输出到列表上。
考虑钢丝绳柔性的塔式起重机仿真系统开发王欣;吕玉兰;曹旭阳;王殿龙;焦博;刘磊【摘要】针对塔式起重机司机培训和考核效率低、成本高、安全性差等问题,提出一种基于虚拟现实技术的培训考核仿真系统.在Virtools软件平台上构建交互式三维视景仿真系统,模拟司机在真实塔式起重机上的培训和考核操作,研究起升钢丝绳的悬链线方程,结合Virtools软件的物理系统,实现对钢丝绳的柔性仿真,包括钢丝绳的悬链线表达和摆动仿真,依据考核标准,建立考核评价体系,加入碰撞检测功能,实现考核评价机制,自动完成考核评价.仿真结果表明,该系统能较好地体现物体运动与碰撞的真实性,具有较强的可操作性.【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2015(041)009【总页数】8页(P303-310)【关键词】动力学模型;硬件设备;悬链线方程;人机交互;虚拟现实【作者】王欣;吕玉兰;曹旭阳;王殿龙;焦博;刘磊【作者单位】大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116023;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116023;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116023;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116023;大连益利亚工程机械有限公司,辽宁大连116025;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033【正文语种】中文【中图分类】TP391塔式起重机(以下简称塔机)应用广泛,是国民建设的重要装备之一,但安全事故多发,保证和加强塔机的培训势在必行。
在真实的塔机上进行培训与考核,不仅耗资大,而且受地域和环境的限制,有些特殊情况(如超重、超力矩)危险性大,难于在真实塔机上实现[1]。
因此,塔机仿真培训系统成为一种新模式,在国内外都取得了较好的发展。
文献[2-4]对三维实体建模技术及模型优化技术进行了研究,并对塔机模型进行了简单的人机交互驱动。
文献[5-6]分析和研究了视景系统建模中几何建模、运动学建模、碰撞检测等相关技术要点。
VR交互式三维虚拟起重装备建模与仿真黄凯歌;惠延波;刘永刚;王宏晓;王瞧【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2024(60)7【摘要】起重机作为广泛应用的特种装备,运行危险性大,极易发生安全事故。
为降低由操作不当引起的安全事故,国家高度重视起重机的安全培训工作。
目前培训操作多为传统的示教式培训,培训成本高、效果差。
虚拟现实技术具有沉浸式、交互性、多感知等优点。
基于此,采用虚拟现实技术建立起重装备培训和考核系统,大幅提升工人培训效果。
为还原起重机真实使用场景,采用逆向工程技术对起重机及起重机厂房进行建模;针对三维虚拟场景真实性以及模型数量巨大交互模型复用性差的问题,采用细节层次(levels of detail,LOD)模型构建起重装备几何模型,从而优化系统的真实感和实时性;利用Unity平台实现了起重装备的三维场景漫游、碰撞检测和快速导航;基于MySQL数据库,实时存储培训数据以及起重机重要参数数据;依据现有桥机平台对虚拟平台进行了验证,结果显示该起重机虚拟现实培训系统可以在降低培训成本的同时大幅提升了培训感官,实验效果良好。
【总页数】8页(P204-211)【作者】黄凯歌;惠延波;刘永刚;王宏晓;王瞧【作者单位】河南工业大学机电工程学院;河南卫华重型机械股份有限公司博士后工作站【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.交互式VR-Ocean虚拟海洋环境与生命仿真平台的设计与实现2.VR环境下应用于三维虚拟建模的复杂艺术场景优化技术3.VR方向《三维虚拟建模》课程思政教育探索4.VR交互式三维虚拟船舶建模与仿真5.交互式VR虚拟仿真技术在钢结构课程中的应用研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于FLEXSIM三维仿真的集装箱起重机可视化监控技术周冬青;邓思迪;曹小华【摘要】提出了一种基于三维可视化技术的集装箱起重机监控技术,利用三维仿真软件FLEXSIM二次开发技术,建立集装箱起重机仿真模型,开发三维模型的驱动接口和状态数据接口,实现集装箱起重机的三维可视化监控,实时并直观地监控起重机现场作业状态和作业流程.【期刊名称】《港口装卸》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P1-4)【关键词】FLEXSIM;组态软件;仿真;可视化监控【作者】周冬青;邓思迪;曹小华【作者单位】湖北三六重工有限公司;武汉理工大学物流工程学院;武汉理工大学物流工程学院【正文语种】中文1 概述岸边桥式集装箱起重机指的是在岸边工作,专门装卸集装箱的专用起重机,简称岸桥。
从发展趋势来看,岸桥伴随着集装箱运输船舶大型化的蓬勃发展和技术进步而在不断更新换代,与此同时科技含量越来越高,正朝着大型化、高速化、自动化和智能化,以及高可靠性、长寿命、低能耗、环保型方向发展。
在目前的工业背景下,岸桥仍有很多值得研究的内容。
其中就包括岸桥工作的可视化监控技术[1]。
工业控制组态软件能充分利用Windows强大的图形编辑功能,以动画方式显示监控设备的运行状态,方便地构成监控画面和实现控制功能,并可以生成报表、历史数据库等,为工业监控软件开发提供了便利的软件开发平台。
但目前主流的单纯采用二维图表和数据报表的方式来跟踪监控生产任务的执行情况的可视化程度非常低,无法为企业管理人员提供直观的工业现场的实时执行信息[2],因而不能保证高工业系统效率。
笔者借鉴已有组态监控研究成果,利用美国FLEXSIM公司开发的FLEXSIM虚拟仿真软件,构建并研究了一种能够动态可视化监控岸边桥式集装箱起重机各机构运动状态和状态参数的监控系统。
2 岸边桥式起重机的三维建模2.1 FLEXSIM的二次开发三维仿真软件FLEXSIM是美国FLEXSIM软件公司在对仿真技术的多年研究及经验积累的基础上开发出来的新一代仿真软件,通过FLEXSIM可以实现生产流程的真正三维可视化[3],这也是笔者选用FLEXSIM作为本可视化监控的虚拟端平台的主要原因。
塔式起重机虚拟仿真训练系统研究与实现
高顺德;孙长宏;孙吉产;王欣;焦博
【期刊名称】《建筑机械(上半月)》
【年(卷),期】2012(000)006
【摘要】应用3D MAX、Pro/E、VIRTOOLS等软件在计算机平台上搭建虚拟环境,设计并实现塔式起重机仿真训练系统.主要介绍了该系统的组成、主要功能,以及通过真实操作声音、作业环境设定、6自由度平台随动、三维立体场景重现等方式增加训练系统真实感、沉浸感,并简要介绍了建立运行机构的动力学模型使系统具有更高的真实性.通过逼真的仿真训练系统培训塔式起重机司机,可以将经济性、安全性及培训效率做到良好结合.
【总页数】5页(P107-111)
【作者】高顺德;孙长宏;孙吉产;王欣;焦博
【作者单位】大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;中国石化集团第十建设公司,山东淄博255438;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;大连益利亚工程机械有限公司,辽宁大连116025
【正文语种】中文
【中图分类】TH213.3
【相关文献】
1.塔式起重机仿真训练器的研制 [J], 刘勇;孟宪颐
2.多目标测量雷达实景仿真训练系统研究与实现 [J], 孟庆利;赵云峰
3.智能化在线虚拟仿真训练系统在内科技能教学中应用效果研究 [J], 曾多;贺漫青;周舟;张超;何霄;熊茂琦;肖然;蒲丹
4.机械化桥车虚拟仿真训练系统需求分析 [J], 董争;储健
5.新生儿PICC置管操作虚拟仿真训练考评系统的设计与初步应用 [J], 王雪君;姜红;肖适崎;范玲
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3D可视化钢结构吊装关键技术摘要:本文通过对南宁华润中心项目的钢结构吊装的3D可视化,依靠3Dmax 进行钢结构制作与施工方案建模,使得钢结构安装控制精确,确保工程按时优质地完成,取得了良好的社会效益和经济效益。
关键词:3D可视化建模钢结构吊装可视化技术应用于建筑工程的施工中,使我们能够将工程施工过程中的每一个步骤、细节进行事先的模拟计算,同时利用先进的渲染技术,将数据动态三维地显示在屏幕上,直观形象地提供诸如工程施工场地全局布置、施工进度计划、施工机械选择、具体施工方法实施等过程信息,以此辅助施工组织设计人员进行施工方案选择与施工参数优选。
可视化技术能够跟踪施工过程的每个环节,对施工生产全过程进行实验、验证、优化施工技术和施工组织。
同时由于可视化技术在应用上具有费用低、通用性好、易修改、安全度高等传统技术无法比拟的优越性。
1、工程概况通过南宁华润中心项目的影剧院分布在2/9-14*M-Q轴线之间,在43.13标高范围内,包括钢梁与柱子节点处钢结构预埋件,其他与钢结构相关的所有预埋件和连接件。
(图1)2、使用3DMax进行钢结构制作与施工方案建模的一般方法使用3DSmax进行制作与施工方案可视化建模与使用3DSmax建立其他模型不一样,因为建筑施工方案中的建筑物必须按照建筑设计图中建筑尺寸准确的建立模型。
施工图一般都是AUTOCAD软件生成的,3DSmax提供了与AUTOCAD 的接口,可以将DWG格式的图纸导入3DSmax中。
施工图的导入具体如下:尽管通常会使用文件链接管理器来连接到DWG文件,但是也可以使用“导入”命令来立即绑定到DWG文件。
导入AutoCAD图形文件时,3DS max将AutoCAD对象的子集转换为对应的3DS max对象。
选择要导出的DWG文件后,将显示“Au toCAD DWG/DXF 导入选项”对话框。
导入后,将出现可编辑的网格、可编辑的样条线和PRS控制器。
嵌套块保持其父子层次,并将作为“块/样式父级”导入。
虚拟吊装微观施工仿真虚拟吊装微观施工仿真近年来,随着信息技术的快速发展,虚拟现实技术在建筑施工领域得到了广泛应用。
其中,虚拟吊装微观施工仿真技术在提高施工效率、减少工程风险等方面具有巨大潜力。
本文将对虚拟吊装微观施工仿真技术进行详细阐述,包括工作原理、应用领域、优势与挑战等方面。
虚拟吊装微观施工仿真技术是通过建立模型、仿真计算和三维可视化等手段,对吊装过程进行逼真模拟。
首先,需要对被吊物体进行建模,包括形状、质量、重心等信息。
然后,根据实际工程需求和施工计划,确定吊装装置的参数,包括起重机型号、起重量和吊装高度等。
在完成这些参数设置后,通过仿真计算,可以生成吊装过程中各个关键节点的数据,如吊装力、吊装位置和俯仰角等。
最后,通过三维可视化技术,将仿真结果以逼真的图像和动画形式展现出来,使用户能够直观感受吊装过程。
虚拟吊装微观施工仿真技术可以在多个领域中得到应用。
在建筑工程中,通过虚拟吊装微观施工仿真,可以直观地显示出吊装过程中的各种变量和参数,帮助施工方及时发现潜在问题,并进行相应调整,从而提高施工效率和质量。
在海洋工程领域,吊装作业往往面临着海浪、风力等复杂环境因素的挑战,而通过虚拟吊装微观施工仿真,可以在虚拟环境中模拟这些环境因素的影响,预测吊装过程中的不稳定因素,从而降低工程风险。
此外,该技术还可以应用于电力、交通等领域的工程项目中,提升工程施工的安全性和可靠性。
虚拟吊装微观施工仿真技术相比传统的试错方法具有诸多优势。
首先,通过虚拟仿真可以提前检测和识别吊装过程中的潜在危险点,从而避免事故的发生。
其次,仿真技术可以帮助工程师在设计阶段提前发现设计缺陷,从而减少工程改动的成本。
另外,虚拟吊装微观施工仿真技术还可以为施工人员提供操作指导,降低操作风险,提高工作效率和质量。
然而,虚拟吊装微观施工仿真技术还面临一些挑战。
首先,虚拟吊装仿真系统的建立需要大量的吊装数据和参数,而这些数据和参数的准确性对仿真结果的可靠性有着重要影响。
基于三维引擎的吊装仿真系统研究的开题报告
一、研究背景与意义
吊装作为一项常见的工业操作,常常涉及到危险因素,需要进行严格的操作规范和安全管理。
然而,由于工业设备、建筑物等的形态多样性和吊装环境的复杂性,对于工作人员的安全保障提出了更高的要求。
因此,开发一套基于三维引擎的吊装仿真系统,可以有效提高吊装操作的安全性和准确性,降低操作风险,有着巨大的研究意义和应用价值。
二、研究内容和方法
本文的研究内容包括三个方面:模型建立、物理模拟和操作仿真。
模型建立包括建立吊装物的三维模型和放置环境的模型,考虑到模型的真实性和可视化效果,本文将采用基于OpenGL实现的三维建模技术。
物理模拟主要涉及重物的运动、重心变化、液压系统的状态变化等,综合考虑各种物理因素的影响,并基于牛顿运动定律和力学原理进行数值计算。
操作仿真则基于吊装操作规范和流程,将操作者所需要的各种操作动作和步骤嵌入到仿真模拟中,模拟真实的工作场景和操作状态。
三、预期结果与意义
本文旨在研究开发一套基于三维引擎的吊装仿真系统,通过系统的应用,可以提高吊装操作的安全性、准确性和效率性,同时可以为吊装操作员的实际操作提供良好的参考和指导。
预期结果包括吊装物的三维建模、真实的物理模拟、合理的操作仿真等,这些都将对相关领域的研究和应用产生积极的影响,具有重要的研究价值和实用意义。