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基于Cult3D的汽车零部件虚拟模型库的建立

更新时间:2009-03-28

汽车专业相关课程所涉及到的汽车零部件较多,并且要求理解汽车零部件的机械结构和原理。传统的教授过程中使用的二维图片无法全面形象地表达系统的结构和原理。虚拟模拟库的应用可以弥补传统教学所不能达到的许多方面。在表现汽车零部件机械系统结构和原理时,模型库的三维动态展现和交互形式必然使学习过程更形象化,学生更容易理解和掌握。虚拟现实技术的发展日新月异,常用的软件有Cult 3D、Virtools、3DVIA Studio等[1]。 Cult3D 软件采用先进的压缩技术,生成的文件只有20~200 KB,模型有非常好的三维质感效果。Cult3D无须3D加速卡等硬件支持,就能将3D模型的动作、动画、声音等整合成为具有实时交互功能的高品质三维对象[2]。Cult3D可以在已建模型上实现交互控制,用户可以使用鼠标键盘直接对模型进行控制,实现模型的移动、旋转和缩放以及其他复杂的交互运动,便于使用者的观察。只需要安装相应插件,Cult3D生成的模型文件可以方便地在Microsoft的Powerpoint及Arcobat等软件中使用,无需安装大型设计类软件。本文是为了汽车专业相关课程所需要的虚拟模型库,选用Cult3D为主要开发软件平台。

但周处人虽散漫,却也不失侠义之心,听说有南山猛虎、长桥蛟龙为祸乡里,被称为三害,于是仗义出手,射猛虎、搏蛟龙,激战三天三夜。待周处凯旋而归,却见乡亲们一片欢腾,原来三害余下的一害便是他,乡亲们知除害一行凶险,只当他已和虎蛟同归于尽,因而正在庆贺三害尽除。

1 三维模型的建立与传输方法

曲轴连杆机构是汽车发动机的重要部件,以曲轴连杆组为例建立其虚拟模型的拆装交互模型。由于Cult3D本身没有创建复杂三维模型的能力,首先借助SolidWorks和3DSMAX平台,采取了如图1所示的建模方法,最终得到Cult3D可以读取的c3d格式的文件。

盆腔炎是指女性生殖器官、子宫周围结缔组织或者盆腔腹膜发生炎症反应,主要发生于产妇产后或者流产、经期卫生不良、行宫腔内手术操作后感染,临床以发热、下腹痛、阴道分泌物增多和食欲不振为特征,不仅影响患者的日常生活和工作质量,还会影响患者的情绪变化[1-2]。临床对于盆腔炎的治疗通常是采用常规抗生素,但是治疗效果并不理想。为此,本次研究将物理方法和左氧氟沙星联合用于治疗盆腔炎,并分析其治疗效果,现报告如下。

  

图1 虚拟模型建模流程图

(1)在SolidWorks中创建如图2所示曲轴连杆的零件和装配体,输出保存为[∗.wrl]格式。∗.wrl文件是一种虚拟现实文本格式文件,属于VRML的虚拟现实场景模型文件,此文件格式被3DSMAX所支持。

(3)模型在Cult3D Designer中,可通过网页、PDF文件以及Office文档进行产品发布。在办公软件中安装Cult3d Active player插件,可实现[∗.co]文件的演示。图6为模型在多媒体课件中演示图,通过长按鼠标左键对整体模型进行360°旋转控制,通过按住鼠标右键不放可实现模型的放大和缩小控制,长按鼠标中键进行模型的平移拖动观察,通过分别点击螺母、连杆盖等零件进行零部件的拆卸和装配。在这样的教学过程中,产品与学习者之间有交互关系,更能体现产品结构和原理特点。

Cult3D Designer是Cult3D的设计制作工具,可以将模型(c3d格式)加上旋转、缩放、移动、声音等交互性的效果。通过Add Cult3D Designer File添加模型进行交互设计。

  

图2 曲轴连杆零件和装配体

  

图3 3DSMAX模型输出设置

2 曲轴连杆模型装配和拆卸功能的实现

(2)在3DSMAX8中安装对应版本的 Cult3D Exporter插件,选择保存为Cult3D Designer所支持的[∗.c3d]文件,在图3所示的Exporter对话框,可以修改模型的背景、材质以及相机角度等。

(1)将事件“世界启动”拖入事件规划框;拖放“交互鼠标-扩展”到“世界启动”,拖放场景要素“Vsep01(曲轴连杆)”到动作“交互鼠标-扩展”上,设置对应的参数及细节以完成曲轴连杆的360°旋转和移动等展示规划。

(2)按照图4曲轴连杆拆装的原理逻辑图和图5所示拆装事件的规划图,依次完成齿螺栓、连杆、活塞等拆卸和安装事件的规划,并根据实际情况设置装配顺序的互锁。

  

图4 曲轴连杆拆装的原理逻辑图

  

图5 曲轴连杆拆装事件规划图

标准储备溶液(1.0mg/mL):准确称取10mg标准品物质,用甲醇溶解后定容至10mL,置于-18C冰箱冷藏保存。标准品稀释溶液(10.0mg/L):准确吸取100μL标准储备溶液,用甲醇定容至10mL,置于-18C冰箱冷藏保存。

3 差速器虚拟模型功能演示的实现

(3)按上述方法,输出差速器的[∗.co]文件至多媒体课件,在多媒体课件中实现输出轴不同传动比情况下差速器的运转演示。

动物性食品的选择建议是把一半的量给红肉,即猪肉、牛肉或羊肉,它们除了是蛋白质的来源外,还是铁的良好来源,所以建议每天有75~100克的红肉,这样可以有效地预防孕期贫血。特别强调的是:瘦肉是肉,肥肉不是肉,肥肉是油,肥肉不含蛋白质和铁,所含的都是油,所以我们所说的肉都是指瘦肉,其中牛肉含铁量最高。

虚拟模型库的建立和应用能充分激发学生的学习兴趣和积极性,使教学过程变得更加具有交互性,由被动教学转变为手脑并用的主动学习,明显地提高了教学质量。此方法不仅适用于汽车专业相关的课程教学,对于其他机械工程相关课程的教学也有很好的借鉴意义。

(1)将事件“世界启动”拖入事件规划框,拖放“交互鼠标-扩展”到“世界启动”,拖放场景要素“差速器”到动作“交互鼠标-扩展”上,设置对应的参数及细节完成差速器的360°旋转以及移动等演示规划。

传统的教学手段不易于理解掌握汽车零部件的工作原理和功能特点,利用零部件的动态三维演示,有助于对这方面知识的理解掌握。差速器是实现左、右(或前、后)驱动轮以不同转速转动的机构,主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,左右车轮以不同转速滚动[3]。按照上述文章中三维模型的建立与传输的方法,建立如图7所示的差速器模型。在Cult3D Designer平台实现差速器运转功能的演示。

  

图6 多媒体课件中的演示

  

图7 差速器Cult3D Designer模型

  

图8 差速器功能演示事件规划图

 

表1 差速器各零件的转速值(转速单位:r/min)

  

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4 结论

(2)按照表1差速器各零件的转速值和图8所示差速器功能演示事件的规划图,依次完成差速器输出轴不用传动比情况下功能演示的规划。

参考文献:

[1]朱喜青.基于EON的机械基础虚拟实验室研究与实现[D].广州:华南理工大学,2012:19-20.

[2]朱小龙,王君泽,刘宇.基于 Cult3D 的粉末冶金齿轮成形模具虚拟装配[J].粉末冶金工业,2014,24,(5):63-66.

在心血管疾病中,冠心病是较为常见的一种,发病概率较高,好发于中老年人群,严重影响患者身体健康及生命安全[1] ,可见血液流变学异常、高固醇血症等特征,在疾病治疗方面,以药物、手术等为主,药物治疗从降压、降脂着手。中医药理论以独特理论广泛应用于疾病治疗中,可取得理想效果。本文旨在分析冠心病患者采用丹参伍川芎治疗对其血液流变学的影响,便于为实际工作奠定理论基础。

[3]王进.工程机械概论[M].北京:人民交通出版社,2012:23-24.

 
刘亚丹,邹锐锐
《龙岩学院学报》 2018年第02期
《龙岩学院学报》2018年第02期文献

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