Digital Design of Virtual Prototype based on Multidisciplinary Design Optimization

In order to obtain digital design of complex mechanical product as optimal as possible in an efficient way,multi- discipline integrated design method is proposed,which integrates multidisciplinary design optimization (MDO) into digital design process to design virtual prototype (VP) efficiently.Through combining MDO and multi-body system dynamics,MDO integra- tion platform,which takes VP as the core,is constructed.Then automated MDO design of VP is realized and changes of mechani- cal design project can be expressed intuitively during MDO design process.The proposed approach is also demonstrated by using inte- grated analyzing flow of vehicle engineering design.The result shows that the method not only can feasibly realize the MDO of VP, but also can solve the optimization problem of vehicle multi-body system dynamic performance.It can be adopted to the digital de- sign of other complex system.

面向综合能源协调的虚拟电厂调控平台设计与规划优化

为解决综合能源协调调度难题,文章提出了基于虚拟电厂调控平台设计和综合能源协调调度模型。通过分析虚拟电厂的基本网架结构,设计了虚拟电厂总体架构,分为资源层、平台层和应用层,并设计了网络架构和数据流架构。基于该架构建立了面向综合能源协调的虚拟电厂调度应用模型。针对模型内光伏、风力发电、电解器、燃料电池、氢气储能、电池储能,以可靠性指标作为切入点,提出了全生命周期内成本最小的目标函数。通过算例分析,验证了文章所提出的模型在可靠性和成本方面的优势。

智能技术赋能虚拟科学探究学习过程评价与适应性反馈研究

虚拟科学探究学习过程的自动评价和适应性反馈是提升探究学习效果的重要支撑手段。研究首先从虚拟科学探究学习过程要素表征和分析模型、自动分析与实时评价、适应性反馈三个方面概述了智能技术在虚拟科学探究学习中的应用现状,总结了当前技术应用面临的深层次探究要素表征难、不确定探究过程刻画难、适应性反馈生成难等现实挑战。其次,在此基础上,提出了基于活动流的底层计算模型构建、复杂探究过程动态监测与自动评价、可解释性归因的自适应反馈内容生成三个关键技术。再次,基于关键技术设计了虚拟科学实验自主探究学习平台的技术架构。最后,研究总结了当前研究的创新之处并提出未来建议,为智能技术赋能虚拟科学探究学习领域开展更深入的技术探索提供有益参考。

虚拟仿真与剧本杀深度融合的科学学习平台设计研究

基于“设计方法论”,以中小学生为主体,设计了一个虚拟仿真技术与剧本杀融合的科学学习平台——VR-LARPG科学学习平台。平台包括“个人中心”“科学赛场”“畅聊天地”“‘生’临其境”“剧本近距离”“奇思妙想”六个功能模块,以线上虚拟仿真科学剧本游戏化功能为核心,辅以科学知识竞答、学习社群交流等功能,创新科学教育的学习模式,支持学生的科学思维和兴趣培养。

基于数字孪生的机器人工程专业虚拟仿真实践平台设计

针对机器人工程专业实践教学面临的高投入、高损耗、高风险以及难实施、难观摩、难再现问题,设计了基于数字孪生技术的机器人工程专业虚拟仿真实践平台。利用数字孪生技术将机器人工程专业物理实验室与虚拟实验室深度融合,学生可不受物理设备、时间和空间限制开展实验,增强了实验安全性,完成对实践教学环节的设计与优化。

基于虚拟现实技术VR-Platform平台的产品展示研究

在互联网产品展示中,传统的虚拟现实产品展示过程产品与用户的交互性较差。因而,采用虚拟现实技术VR-Platform平台,设计基于虚拟现实技术VR-Platform平台的产品展示方法以提升用户的使用体验。使用3ds MAX软件构建产品的三维虚拟模型,对模型草图的关键点展开设定以保证模型构建的合理性。将构建完成的模型引入VR-Platform平台实现产品展示,为保证VR-Platform平台在产品展示过程具备高效运行效果,选定矩阵切换器优化展示设备构架。选定沉浸式交互为产品展示中的人机交互模式,通过相应计算对用户与平台的接触点进行人机交互模式控制。至此,基于虚拟现实技术VR-Platform平台的产品展示方法设计完成。通过构建交互性测试可知,此方法相较于原有方法的人机交互性能较好。由此可知,基于虚拟现实技术VR-Platform平台的产品展示方法的展示能力更佳。

海洋工程结构物设计虚拟仿真实验平台建设及其在教学中的应用

虚拟仿真实验可以为教师提供更多的教学资源和教学手段,帮助其更好地组织和实施教学活动,提高学生的学习效果和参与度。基于其丰富多样的教学资源和灵活的教学方法,虚拟仿真实验在当前的教学活动中扮演着越来越重要的角色。该文以船舶与海洋工程结构物设计学科的课程改革为背景,详细阐述结合工程案例的虚拟仿真实验平台建设过程及其在教学中的应用。该文所建立的海洋工程结构物虚拟仿真实验能够帮助学生更加深入了解船舶与海洋工程结构物设计方法与流程,提高学生实际工程设计、分析的能力。

基于CLO3D平台汉服虚拟仿真设计研究

CLO 3D是一款集服装款式设计、样板设计、虚拟试衣功能等为一体的数字化设计软件,采用CLO 3D平台进行汉服设计具有真实直观的效果。为研究CLO 3D平台的汉服虚拟仿真设计效果,文章通过分析CLO 3D平台的虚拟仿真技术在汉服中的应用,得出CLO 3D平台具有样板窗口、虚拟化身窗口、物理窗口、属性窗口等不同功能;CLO 3D平台的汉服虚拟仿真设计分为汉服3D样板转换、系带设计、面料贴图、图案填充、虚拟试衣和动态展示等步骤。

基于云平台的农机设计软件安全体系研究

为了提高农机设计效率和数字化设计水平,将基于云平台的协同设计技术引入到农机的设计过程,通过云平台资源共享服务,实现了农机设计制造企业部门之间的协同合作,通过交互性设计更有利于农机产品的优化,提高了设计效率。为了提高农机数字化设计软件体系的安全性,保障农机零件数据库调用或者数据传输过程不被攻击,将基于云平台的加密技术使用在安全防护体系的设计上,并通过数据攻击测试,验证了其较好的防护效果。

线控制动系统设计与分析虚拟仿真教学平台

无人驾驶汽车线控底盘的设计方法与性能分析是车辆工程专业新工科教学的重要内容。本文为清晰展示线控制动系统的结构设计和性能分析过程,融合多款软件开发了用户界面友好的虚拟仿真教学平台。基于MATLAB GUI完成了平台人机界面设计,编写了回调函数,进行了线控制动系统的详细设计;基于AutoCAD设计了关键零部件的二维图纸;基于SOLIDWORKS搭建了三维模型;基于ANSYS进行了制动盘等关键零部件模态分析和瞬态力学性能分析。平台实现了设计过程与性能分析有效联接、可视化、直观显示,提升了学生面向新工科的线控底盘创新设计能力和性能分析方面的工程应用能力。

基于虚拟现实平台的通用型农业零部件设计

为改善传统设计方法中存在的零件设计配合契合度较差的问题,基于虚拟现实技术进行了通用型农业零部件设计。首先,进行零部件的二维平面草图绘制,按照实际比例设置零部件三维结构,并将设计好的三维结构进行装配组合,调整相互嵌入位置的尺寸;然后,采用平衡系数和动态模拟演示的方式进行模型组调整和公差优化,实现基于虚拟现实的农业零部件设计。实验数据表明:与传统零部件设计方法相比,虚拟现实设计方法可以将零部件契合度提高约17%,能够满足农业零部件设计的精度需求。

陶瓷产品虚拟仿真实验平台设计

利用现代科技探索陶瓷产品的设计维度,提升文化自信,更好地满足学习需求及教学需求。基于OBE教育理念,从陶瓷产品设计的教学需求及学生需求出发,利用KANO-QFD模型分析用户的需求权重,进而确定平台设计要素的权重值。依据权重值大小搭建实验平台信息架构,产出陶瓷产品设计虚拟仿真实验平台,包括知识学习、仿真实验、实验报告三大模块。平台探讨了以学生为中心的艺科融合创新教育平台设计的方法,为其他虚拟仿真实验教育平台设计提供了新思路和新方法。满足了老师及学生对陶瓷产品设计的教学研究需求。

“虚实结合”的EDA课程设计教学案例

为提高学生的工程实践能力,黑龙江大学EDA课程设计结合自研在线教学平台,采用案例式教学方式,锻炼和培养学生对EDA开发工具综合运用的能力和动手实践能力。EDA课程案例包括Matlab设计仿真、Modelsim仿真及D/A电路设计调试等EDA完整工程设计流程,线上实验平台提供远程硬件调试功能,学生可以随时随地通过线上实验平台对设计进行验证并与教师进行在线交流。该案例的成功实施有助于虚实结合的实践教学方法探索。

基于沉浸式体验的VR社交平台设计研究——以REC ROOM为例

为探究VR社交平台的设计方法。文章将从沉浸式体验这一理论入手,以Rec Room平台为例,从技术、内容、交互三方面分析VR社交平台发展的时代背景与设计现状。总结了沉浸式VR社交平台的设计特点与模式。在技术的驱动下,以沉浸式体验为基础的VR社交平台拓展了人们的交流空间,形成了更高的自由度与互动性,以自然化、真实化的多感官交互方式,提升了用户的参与感、临场感、娱乐感与愉悦感。

基于SolidWorks和Virtools的机械手臂虚拟拆装平台设计

机械手臂在生产生活中得到广泛应用。为提高设计制造的效率、降低成本,文中以关节式机械手臂为例,介绍了虚拟拆装平台的开发思路及设计流程。利用SolidWorks软件建立了机械手臂的零件模型,进行了虚拟装配。阐述了利用Virtools虚拟引擎建立虚拟拆装平台的方法步骤。该平台实现了结构认知、自动拆装、爆炸分解等功能,为相关虚拟仿真实验开发提供了技术参考。

虚拟仿真技术融于海岸防护课程群实验教学模式研究

在国家海洋强国战略的背景下,提升沿海地区海洋防灾减灾能力,培养海洋防灾减灾人才意义重大。将虚拟仿真实验技术与传统的课堂教学相融合,能够提升传统教学内容的深度。实验各模块通过“任务导向+交互设计”,训练学生实践创新能力,强化独立思考,突破传统教学的瓶颈。实验采用“动静结合”的方式,将海洋动力(动)与海洋结构物(静)等涉海类专业的两大主流研究方向结合,串联多学科知识点。因此,考虑海平面上升的海堤防护虚拟仿真实验通过层层相扣的模块设计,有利于打通海岸防护课程群知识点,培养具有前瞻意识的复合型人才。

基于虚拟化技术多功能云平台的设计研究实验

针对云平台架构主要面向企业用户、个人使用复杂且价格昂贵的问题,本文提出一种基于虚拟化技术的多功能私有云平台的设计方法并进行验证。通过在计算机主板上扩展网络接口等设备,使用工具将主板与各部分扩展硬件连接固定并堆叠形成三层结构。运用虚拟化的方式运行多个开源系统,依次实现软路由、网络管理系统、NAS网络存储系统、个人服务器以及云桌面等功能,最后对该系统进行功能测试。结果表明该云平台具有集成多功能的优势,在小规模集体下使用更加便捷,在一定程度上减少材料和能源消耗,对个人及小微企业有广泛的应用价值和前景。

基于Web的注塑工艺虚拟仿真实验平台设计

为增强学生对汽车内饰件主要成型方法注塑工艺的感性认识,同时提升高分子材料注塑成型工艺的实验教学效果,教学团队基于“云端”理念,以浏览器为平台、代码为工具,利用互联网技术,设计开发了网页式的注塑工艺虚拟仿真实验平台。开发过程为首先制作视频、动画、文档资料等各类实验素材,然后使用代码编译器编写控制命令代码,最后经过浏览器渲染,完成了Web网站的初步设计。设计开发的注塑工艺虚拟平台包含材料、工艺、设备(模具)三大要素,整合并优化了文档、视频、动画等多媒体资源,并提供教学管理服务以及简单的人机交互操作。经调试、修改并投入试用后,学生普遍认为提升了学习兴趣,教师认为有效促进了“混合式”教学的开展,教学效果较好。本虚拟仿真平台的开发有力助推了课程教学改革。

基于VR技术的软装设计教学平台研究

随着教育手段和信息技术的不断发展,虚拟现实技术在高校各专业的教学应用中越来越普遍。文章提出利用VR技术辅助软装设计教学,通过创建软装设计教学平台,尝试创造一种新的软装设计教学模式,在数字媒介环境下为软装设计教学探索一种新的方式,让学生获得更真实的学习体验,从而激发学生创造力,提高教学效率。

大数据的计算机虚拟实验平台设计

当前计算机虚拟实验平台数据库多为单向,实验数据存储量较小,导致平台响应时间较长,为此提出对大数据的计算机虚拟实验平台的设计与研究分析。根据实际的测定需求及标准,先设计计算机大数据虚拟实验平台硬件,然后构建大数据仿真虚拟实验功能模块,关联多层级大数据智能数据库,完成平台软件的设计。最终的平台测试结果表明,经过4组测定,最终得出的实验响应时间均控制在0.35 s以下,证明该平台对于实验内容的解析和处理速度较快,针对性较强,程序转换效率较高,具有实际的应用价值。