CANoe仿真详细介绍
CANoe仿真详细介绍版本：CANoe6.0
大型齿轮箱结构设计与分析虚拟仿真实验
线上虚拟仿真实习报告 一、实验目的： 大型齿轮箱集成度高、结构复杂、性能要求高，受资金、场地的限制,实物实验成本高、箱体内部结构不易见、动态运行参数不易测，难以开展系统级传动系统结构设计能力训练。依托重庆大学机械工程双一流学科、机械传动国家重点实验室和国家级机械基础实验教学示范中心、机械基础及装备制造国家虚拟仿真实验教学中心等国家级教学科研平台，与行业、企业合作共建、共享，将国家级科研成果转化为实验教学内容，充分运用信息技术开展虚拟仿真实验教学，有效解决了教学难题，提升学生机械传动系统综合设计能力和解决复杂工程问题的能力，满足产业发展对人才知识结构需求。 实验目的： （1）通过交互式减速箱结构分析实验软件，了解减速器箱体内部结构，学习掌握减速器箱体结构如何综合设计满足功能要求、强度刚度要求、加工工艺要求、装配定位要求，学习减速器辅助部件的选择和设计； （2）通过学习在线学习环节，学习应用现代先进设计方法和手段进行机械传动系统性能仿真分析的方法，了解传动系统参数对机械传动系统性能的影响，学习机械传动系统零部件强度和疲劳寿命分析的方法； （3）通过工程案例虚拟仿真分析和虚拟装配实验环节，了解工程问题的复杂性，学习和掌握机械传动系统综合设计能力和解决复杂工程问题的能力。 （4）根据教师发布的创新应用题目，进行机械传动系统方案设计和评估，获得满足要求的机械传动系统设计方案。 二、实验原理： 实验教学系统采用交互式虚拟仿真实验软件与工程软件的集成，学生从交互式减速器结构认知到复杂齿轮箱工程案例分析实践，训练机械传动系统设计分析能力，实现知识与能力渐进提升。
按照机械传动系统设计认知规律，构建了层次化、模块化的实验教学系统：从减速器结构分析→单级圆柱齿轮减速器虚拟仿真分析→双级圆柱齿轮减速器虚拟仿真分析→复杂工程案例虚拟装配→复杂工程案例仿真分析。 减速器结构分析模块：通过问题导向，学习齿轮箱箱体结构如何满足功能要求、强度刚度要求、加工工艺要求、装配定位要求。了解轴系结构和功能特点，油面指示器、放油孔、定位销、吊装、加强筋、密封部件等辅助部件的选择和设计。 单级圆柱齿轮减速器虚拟仿真分析模块：建立单级圆柱齿轮减速器分析模型，并进行齿轮、轴的受力、应力、接触斑点、轴承的损伤分析，为二级圆柱齿轮分析奠定基础。此模块用于非机类、近机类专业的实验教学。 双级圆柱齿轮减速器虚拟仿真分析模块：建立双级圆柱齿轮减速器分析模型，并进行齿轮、轴的受力、应力、接触斑点、错位量、轴承的损伤分析，齿轮修形、箱体的变形影响分析，为工程问题求解奠定基础。此模块用于机类、近机类专业的实验教学。 工程案例虚拟装配模块：以2MW风电机组齿轮箱对象，通过交互装配练习，使学生熟悉轴系结构的装配顺序和装配工艺，拓宽学生的思路，丰富学生的知识储备。 工程案例仿真分析模块：通过问题导向，对 2MW风电机组齿轮箱工程案例，完成仿真分析，获得润滑油温升与轴承油膜厚度的关系、各轴承的损伤度分析、部件（齿轮、轴承和轴）的错位量、耐久性、箱体的变形对传动系统性能的影响。 本实验对象为机类、近机类、非机类专业大三学生，教师可以根据不同的教学要求进行模块组合，实验内容可拓展，柔性好，有效提升了实验效果。 三、实验仪器（装置或软件等）： 减速器结构分析虚拟实验软件 ROMAX机械传动系统性能分析软件
结构设计运动仿真分析
结构设计运动仿真分析 招生对象 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 参与运动机构设计的相关工程师和研发人员。 【主办单位】中国电子标准协会 【咨询热线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李生【报名邮箱】martin#https://www.360docs.net/doc/319993238.html, （请将#换成@） 课程内容 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 课程背景 本课程是讲述计算机仿真技术在运动机构设计中的应用。 培训对象 参与运动机构设计的相关工程师和研发人员。 培训目的 1. 掌握结构仿真的基本理论 2. 掌握结构仿真软件的建模与导入CAD模型 3. 具备分析运动机构动力学问题的能力 课程时长 18课时（6课时/天） 课程大纲 1. 结构仿真基础 1.1 结构仿真的分类与用途 1.2 运动机构中涉及的结构仿真 1.3 本培训中涉及的基础理论 2. 运动机构模型的建立 2.1 导入CAD模型 2.2 CAE软件内几何建模 2.3 部件材料和属性 2.4 部件连接的处理 2.5 模型简化策略 2.6 模型修改
2.7 参数化建模 3. 运动机构模型的计算 3.1 载荷与边界条件 3.2 求解设置 3.3 提交计算 4. 计算结果分析 4.1 导入结果 4.2 查看云图数据 4.3 查看曲线数据 5. 应用实例讲解 6. 上机操作 讲师介绍 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 郭老师 承担主要项目: 1. 家用空调仿真实验室。用培训加项目实战的方式，为海尔创建仿真实验室。 2. 垂直轴风力发电机结构强度校核。对垂直轴风力发电机进行强度和振动分析。 3. 止回阀性能验证。对核电厂风道中的止回阀进行安全性验证。 4. 瓶盖开裂分析。分析并解决市场上瓶盖开裂的问题。 5. 商用空调海运外损分析。分析大型商用空调海运变形的原因，并进行结构加强。 6. 燃气热水器包装设计。为美的进行包装优化设计，解决跌落测试难题。 7. 波轮/滚筒洗衣机包装设计。为海尔洗衣机进行优化设计，完成降低外损和成本的目标。************************************************** 【温馨提示】：本公司竭诚为企业提供灵活定制化的内部培训和顾问服务，培训内容可根据客户的需要灵活设计，企业内部培训人数不受限制，培训时间由企业灵活制定。顾问服务由中国电子标准协会顶尖顾问服务团队组成，由专人全程跟进，签约型绩效考核顾问服务效果，迅速全面提升企业工艺技术水平、产品质量及可靠性、成本节约！
压力传感器结构设计与特性仿真
压力传感器结构设计与特性仿真 发表时间：2019-01-02T16:17:06.307Z 来源：《知识-力量》2019年3月中作者：胡媛元杜西亮 [导读] 本文设计了一种压阻式压力传感器，利用薄膜力学、挠度理论等相关知识分别计算出两种结构的最佳尺寸以及可以达到的最大理论应力，设计出一种双岛-梁膜结构。 （黑龙江大学，黑龙江哈尔滨 150000） 摘要：本文设计了一种压阻式压力传感器，利用薄膜力学、挠度理论等相关知识分别计算出两种结构的最佳尺寸以及可以达到的最大理论应力，设计出一种双岛-梁膜结构。用ANSYS有限元仿真软件静态仿真得到该结构可达到的最大应力为404.73MPa、最大位移为8.543μm，经分析该双岛-梁膜结构的灵敏度较高，并用控制变量法优化双岛-梁膜结构的尺寸。 关键词：压力传感器；灵敏度；双岛梁膜；ANSYS仿真 1.前言 MEMS压阻式压力传感器属于微型传感器的范畴，它广泛应用于汽车工业领域、航空航天领域及生物医疗领域。压阻式压力传感器以其高灵敏度、良好的线性度及可重复性而著名。压力传感器是整个传感装置领域消费数量最多、使用最广泛的器件之一，尤其是在工业自动化、环境保护和医疗器械等领域应用时，对传感器性能如灵敏度、线性度具有迫切的需求。因此，研究更高性能的微压力传感器具有重要意义。 2.压阻式压力传感器理论分析与结构设计 压阻式压力传感器的工作原理主要是利用半导体材料如硅、锗的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料在某个方向上受到外界应力的作用时，引起其材料内部能带结构发生变化，能谷的能量振动，将带来载流子相对能量的变化，从而使半导体电阻率发生一定变化。 压阻式压力传感器的测量方法是将作用在弹性膜片上的压力转化为膜片的应变，应变将造成膜片上电阻值的变化。一般需将电阻的变化转化为电压的变化，并采用惠斯通电桥来测量这种变化。 3.优化结构的设计与仿真 3.1 双岛-梁膜结构设计 优化结构采用双岛-梁膜结构，在厚硅梁背面有两个岛，在该结构的前面，一个硅梁跨越硅岛并将硅膜分成两个对称的部分。在双岛-梁膜结构压力传感器中，双岛把应力集中到两岛之间以及岛与边框间极窄的膜区中，然后通过膜与梁的复合，将应力进一步集中到梁区。按照设计好的尺寸在ANSYS有限元分析软件中画出硅杯模型，并在硅膜表面施加200kPa的压力，进行静态仿真，得到应力云图、应变云图及位移云图后，分析出灵敏度的变化。然后找到应力最大的位置，放置压敏电阻，最后计算出双岛-梁膜结构的灵敏度。 3.2 压敏电阻设计 为了使电阻更大程度地处在应力集中的位置，将电阻设计成折弯形状，一般压敏电阻的单位表面积最大功耗为Pmax=5 10-3mW/μm2,尤其是当电阻条上覆盖着钝化膜时，更应该减小最大功耗。采用折弯型电阻，将其分成每段为150μm的四段，由于折弯电阻的末端靠近引线接触孔，所以会降低电阻的阻值，为了减小两端的负阻效应，通常使用硼注入或金属条连接。因此，电阻条长度为150μm，拐角端处尺寸为40μm，相邻电阻条间距为30μm，中间过渡宽度也为30μm，扩散结深为2μm。当压阻式压力传感器处于一定的压力下，为了得到最大的电压输出，膜的设计应尽可能大些，电阻的放置要尽可能合理。根据压敏电阻的分析过程，设计好压敏电阻尺寸。 压敏电阻应该放置在压阻系数最大的晶面上与应力最大的位置，此时可得到最大输出电压。所以，四个P型硅压敏电阻放置在（100）晶面的<110>晶向上，此时压阻系数最大。通过应力分布曲线，可以清晰找到应力最大值的位置，即大致在薄膜边缘中点处和两岛中间处。 3.3 参数改变后的仿真结果 现在通过控制变量法改变中间小梁的宽度，两岛间距固定为1000μm，观察应力最大位置的纵横应力差绝对值以及最大形变的变化。仿真结果如图(a)、图(b)所示。可以看出，随着小梁宽度的增加，中间应力差、边缘应力差均下降，而应力差越小，输出电压越小，灵敏度越低，所以在充分考虑到折弯电阻条的尺寸后，初步选择小梁宽度为100μm。 通过改变两岛间距这一变量，找到灵敏度与两岛间距的关系。小梁宽度固定为100μm，只改变两岛之间距离。仿真结果如图(c)所示，得到了不同两岛间距纵横应力差绝对值分布曲线。随着中间小梁宽度变化中间应力差、边缘应力差、最大形变的关系曲线如图(d)所示。可以看出两岛间距对纵横应力差影响不显著，且最大形变值相近，即灵敏度、线性度相近，但比较最大应力值，两岛间距为1000μm时最大应力为404.73MPa，所以，选择两岛间距为1000μm，小梁宽度为100μm时，灵敏度最高，线性度较好。 4.优化后的结构尺寸 该双岛-梁膜结构的尺寸为：E型硅杯为4000 4000 540μm，薄膜尺寸为3000 3000 40μm，大岛为300 300 150μm，小岛为150 150 30μm，中间小梁宽度为100μm，大梁为1300 1500 60μm，两岛间距为1000μm。 5.结语 本文提出了双岛-梁膜结构，理论得出了该结构的理想尺寸为：E型硅杯为4000 4000 540μm，薄膜尺寸为3000 3000 40μm，大岛为300
SCADA系统模拟仿真培训平台建立及运用
SCADA系统模拟仿真培训平台建立及运用 【摘要】长输管道运行自动化水平不断提升，因此对SCADA系统在输油管道上的运行、维护、运行人员及仪表维护人员的相关培训都提出了新的要求和课题。针对教育培训的重点，建立SCADA系统模拟仿真培训平台，对其开发应用、功能特点及使用此培训平台的经验进行介绍。 【关键词】SCADA系统模拟仿真培训平台 目前管道行业职工培训基本上都以集中培训理论授课为主，这种方法通常周期比较长，而且由于实际操作中不允许出现错误操作和重复操作，新员工动手操作机会较少。SCADA系统模拟仿真培训平台解决了以往职工培训中存在的问题。该系统平台的研制为新员工快速掌握SCADA站控系统的应用及操作提供了直观有效、易于操作的平台，传统的教学方法是通过岗位学习，让新员工在老员工的指导下，通过日常操作和处理生产中出现的问题，逐步积累经验、总结经验，最终达到熟练操作、独立值岗。 1 SCADA系统模拟仿真培训平台系统设计要求及实现功能 1.1 SCADA系统模拟仿真培训平台系统设计要求 配置仿真系统机柜；配置各信号类型仪表；人机界面美观、清晰；完全模拟站控工艺流程；数据显示及状态显示
功能；泵、阀门模拟控制功能；联锁报警功能；数据记录、分析功能；访问权限分级管理；系统运行稳定；系统具有良好的可扩展性。 1.2 SCADA系统模拟仿真培训平台系统实现功能 用户权限管理；工种管理；职工技能管理；压力、温度、液位等生产参数采集；阀门、泵运行状态监控；阀门开、关、停控制；输油泵启动、停止控制；现场生产工艺流程仿真；工况分析；新员工工艺流程培训；仪表工仪表设备接线培训；仪表工故障排除训练；学习SCADA系统接线原理；输油处仪表工技术比武平台；更高级别技术比武训练平台；SCADA系统软件、硬件系统学习、训练。 2 方案实施 2.1 控制系统选择 根据中洛管道SCADA系统应用的各类实际情况，选用了OPTO22 SNAPPA系列控制器中的OPTT22 SNAP-PAC-R1经济型控制器，具有控制器和智能处理器的双重功能（图1）。 2.2 仿真系统软件的选择 SCADA模拟仿真培训系统网络系统架构（图2）。 2.4 系统下位程序开发 完成系统数据采集、状态监控、泵控制、阀门控制等功能，进行下位程序开发（图3）。 （1）新建工程，添加控制器名称、类型、IP地址。
煤矿培训虚拟仿真系统
煤矿培训虚拟仿真系统 煤矿培训虚拟仿真系统的研发针对技术工种培训中对实操的需求，采用最新的虚拟仿真技术进行产品开发，对煤矿的采掘设备的工作原理以及对煤矿井下采煤、掘进、机电、运输、通风各生产系统进行模拟，让学员在教室就能熟悉煤矿生产系统的运行，将特种作业人员急需掌握本岗位的操作规程、实际操作能力等知识完全依据生产实际，运用虚拟仿真技术对设备及生产系统进行模拟操作，提高职工自身安全素质和技术实际操作能力。 兼具良好的学习性和娱乐性，知识严谨、理念先进、设计新颖，应用效果较好。系统开创性的融入了游戏的元素让培训者的操作变得更简单、方便，从而增强了人机互动性，而游戏元素的加入极大的提高了实操者的学习兴趣，增强了实操培训的效果，真正做到了煤矿职工在电脑前完成设备实操培训，降低了培训成本，提高了培训效率，让职工学会在正常安全生产和发生危险的应急情况下能够提高快速反应能力，确保他们增强自我保护意识和能力，对煤矿生产中必须采用实操培训的技术工种具有良好的培训效果，因此各煤矿企业、培训机构完全可以借助该系统完成对一线工人的实操培训。 系统秉承的自主、快乐的学习观念具有开创性，必将使煤矿职工熟练掌握各自的应急措施，切实提高实际工作中的实际操作能力，把实际培训工作提升到一个新的水平。北京金视和科技股份有限公司致力于VR技术在矿业领域的研发，结合煤矿领域的实际情况，并联合煤矿开发和安全生产方面的相关高校专家共同研发制成煤矿培训虚拟仿真系统。 煤矿培训虚拟仿真系统结合煤矿安全生产特点、行业安全培训现状以及国家对安全技术培训的有关要求，成功的实现了煤矿安全技术可视化仿真教学，内容涵盖煤矿各技术工种，是一套适合煤矿进行技能培训的信息化教材。系统遵循了国家关于煤矿安全培训大纲和考核标准的相关要求，具有针对性、实用性、启发性，通过实景再现、设备分解、模拟操作等形式把教学内容展现出来，为煤矿技能培训提供了一种全新的解决方案。 系统特点： 1 针对法律法规知识 系统采用先进的电子白板互动技术，可以有针对性的标注出学习的重点，与学员完成互动学习。这一形式改变了学习法律法规的枯燥性，使学员在轻松活泼的气氛中掌握所学知识 2 针对专业技术知识 集安全法规、安全管理、生产技术、本岗位安全作业、“一通三防”和自救互救知识与一体，严格按照“煤矿安全培训大纲”的要求，并将多个煤矿重特大安全事故案例贯穿其中，确保了所学内容的系统性、完整性。 3 针对各专业技术工种规范操作流程 运用虚拟现实技术，逼真还原井下实景，将工人在实际工作中的规范操作方法及流程一一还原出来，把井下分散的、不易系统学习的设备，虚拟到一个整体的生产环境中，从而把科学的数据和空洞的理论与工作场景结合起来学习，使学员在不下井的情况下就能感受到井下的真实环境，从而达到更好的培训效果。 4 针对大型设备虚拟展示
虚拟仿真实训系统解决方案
大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案 VSTATION HD（V1.0）
前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。
目录 前言 (2) 一、总体需求分析 (4) 1．1 “情景”的定义： (4) 1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？ (5) 1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下： (6) 二、设计原则 (7) 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述 (8) 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图： (10) 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (11) 六、与教材同步完备的虚拟场景库 (16) 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (18) 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标 (19) 九、系统技术支持及服务 (21)
一、总体需求分析 通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中，这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动，还应该包括教材，因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性，力求三者有机结合。 1．1 “情景”的定义： 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景，有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象，通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演，可以让学生通过视觉和听觉去感受场景，产生想象和联想，激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言，使用虚拟仿真实训系统教学, 学生觉得有话可说，有戏可演，
仿真式多自由度云台结构设计
仿真式多自由度云台结构 设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
目录 摘要 (1) 前言 (2) 第一章绪论 (3) 第二章产品的技术指标和技术参数 (4) 第一节数控云台的技术指标 (4) 第二节可行性论证及技术经济分析 (4) 第三章云台总体方案的设计 (5) 第一节云台设计方案的提出 (5) 第二节云台设计方案的论述 (5) 第四章机械部分的设计 (7) 第一节步进电机的选用 (7) 第二节减速机构传动系统设计 (9) 第三节轴的设计 (14) 第四节轴承的设 计 (15) 第五章总结 (18) 第六章外文翻译 (19) 附录一英文文献翻译 (19) 附录二英文文献原文 (23)
第七章参考资料 (32) 摘要： 本次毕业设计是设计闭路电视监控系统中的前端设备——数控云台，此设计根据数控云台的工作环境、机械指标、设计参数和主要技术要求，采用室内智能球型云台。球型外壳能减少灰尘及各种干扰，日常维护方便，可达到隐蔽监视的目的，云台在水平方向可连续350无级变速扫描，并设有设置摄像点的功能。本设计介绍了数控云台的传动原理、结构特点和功能，并对步进电机的特点作了简单的介绍。 关键词：闭路电视系统数控云台步进电机 ABSTRACT： This graduation project is to design a numerical control (NC) sputnik of the closed-circuit video tape project based on the work condition's、the mechanical guideline、the design parameter and the primary technical intellectual spherical sputnik for indoor was applied to the spherical husk can reduce dust and all kinds of disturb,it is easy to maintain,it can spy in hidden horizon,it can successively scan a round in sleepless timing,and have the function of Preset project introduce drugging principle construction features and the function of NC simply introduce repeating motor. KEYWORDS: Closed-circuit videotape system, Numerical control sputnik, stepping motor 前言 随着科学技术的不断发展，人们已经不满足于电话通信，对信息传输的要求，不但要求听到对方的声音，更希望看到对方的形象，而且还要看到对方活动的现场。黑白图像早
计算机仿真分析在结构设计竞赛中的应用
计算机仿真分析在结构设计竞赛中的应用 发表时间：2018-11-16T20:35:14.847Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：邱钟宏 [导读] 摘要：针对2017年第十一届全国大学生结构设计竞赛广东省分区赛赛题而写，题目是在给定的区域设计与制作承受吊重及平衡重的塔吊结构，说明将拓扑优化软件Solidthinking-Inspire和有限元分析软件SAP2000引入结构设计比赛，进行结构选型和构件截面优化设计，有助于提高结构设计大赛的分析和设计水平。 华南农业大学水利与土木工程学院广东广州 510642 摘要：针对2017年第十一届全国大学生结构设计竞赛广东省分区赛赛题而写，题目是在给定的区域设计与制作承受吊重及平衡重的塔吊结构，说明将拓扑优化软件Solidthinking-Inspire和有限元分析软件SAP2000引入结构设计比赛，进行结构选型和构件截面优化设计，有助于提高结构设计大赛的分析和设计水平。 关键词：结构选型；截面优化；建模；最优解 引言 近些年来，越来越多结构设计大赛命题都趋向于给定空间设计模型，并于指定位置进行约束和荷载施加。且构件截面设计也是参赛者的难题之一，构件截面承载能力影响结构整体承重能力。本文针对2017年第十一届全国大学生结构设计竞赛广东省分区赛赛题，借助了拓扑优化软件Solidthinking-Inspire进行结构选型设计，和利用有限元分析软件SAP2000进行构件截面优化，说明使用计算机软件优化设计可以提高结构设计比赛的分析水平。 1 赛题概述 竞赛模型为承受静力荷载的塔吊结构，采用竹质材料制作，具体结构形式不限。通过夹具螺栓将结构固定于加载台上。采用悬挂砝码实现加载（先在塔吊平衡臂端部施加10kg再在其吊臂端部施加8～12kg）。且塔吊的两端加载点处垂直向下位移均不能超过允许位移值[w]=20mm。 2 模型设计 2.1 建立比赛塔吊模型 第一步，确定结构选型。为了使结构受力均匀，选择类桁架结构，此结构模型在此次竞赛中荣获一等奖，采用SAP2000对其进行建模，如图1所示。 图 1 比赛作品建模图 2 优化塔吊建模 第二步，定义材料属性。超静定结构在外荷载作用下的内力与各杆的刚度相对值有关，且结构的刚度也与材料属性有关，所以材料属性对结构内力计算十分重要。根据文献[1]中测定的材料参数输入软件。 第三步，定义自动选择列表截面。分别定义了厚度为0.35和0.5mm的正方形薄壁截面。对应每种厚度，分别定义了边长为2、4、6、 8mm的截面。然后将全部截面添加到一个自动选择列表截面，以供构件截面优化时使用。优化前将自动选择列表截面中任意一组截面赋给全部构件。 第四步，构件截面承载力验算和截面优化设计。采用SAP2000中钢结构设计模块对构件进行截面承载力验算和截面优化设计。根据专著[2]，SAP2000用应力比来衡量截面实际应力接近承载力的程度，应力比定义为实际应力与承载力的比值。截面优化后各个构件截面的应力比中数值差异更小，且使其应力比数值接近于0.9。求得优化之前结构模型自重为140克，优化之后为104克，优化之前少了36克，说明结构的荷质比更高。 2.2 建立优化塔吊模型 采用SolidThinking-Inspire[3]在赛题规定下的区域内建立设计空间，在指定柱脚处施加固定端约束，将加载点设计于上弦杆或下弦杆的指定位置上，施加荷载（第三级荷载取最大值12kg），按照最小质量跟最大刚度的设计要求且两者质量相同，荷载级数为3时得到以下结果，如表1所示。 表 1 优化结果表 根据表1可知：当加载点位于上弦杆时，结构构件均为受压构件，模型自重过重且加载点位于上弦杆时加载点过高，模型重心不稳，易发生失稳现象；当加载点位于下弦杆时，充分利用材料的抗拉性能，节省材料，结构重心相对较低，不易发生失稳现象，结构稳定性高。鉴于此，我们选择加载点位于下弦杆的优化结构。 以第三级荷载下加载点位于下弦杆的拓扑优化结构作为参考，适当调整各杆件之间的距离和角度，得到新的结构选型。采用SAP2000进行建模，所得结构模型如图2所示。 3 方案对比分析 采用SAP2000中钢结构设计模块对两个结构模型都进行构件截面承载力验算和截面优化设计。经过反复分析设计，最终两个模型各个构件的应力比基本一致，且两个模型质量相等，均为104克。对两个模型在三级荷载作用下进行内力求解，各级加载数据如表2所示。 表 2 各级加载数据表
焊接虚拟仿真培训系统
1、焊接培训行业状况 焊接是一项对过程要求很高的工作，在现有的手工焊接生产中，采用 MAG/MI （焊接的约占50% TIG 焊接约占30% MM/焊接约占20%女口：在造船行 业中，MAG 勺占70% MMA 勺占30%那么，这就需要焊工要有扎实的操作手法、 规范的动作。而在焊接培训过程中传统方式存在以下多种问题： 消耗大量的焊条 （ 丝） 、焊件和保护气体等材料； 对学员的焊接水平难以评价； 培训效果不尽理想； 2、项目实施目的 2）减少或者避免焊接实训过程中对空气污染的有害气体的排放，防止对环 境造成污染； 3）能够让无工作经验的学员快速、真实的投入到焊接实训中，提高培训效 率，避免由于无经验操作产生的事故。 同时能够让有经验的训练者有更高的训练 平台，提高 焊接技术； 4）节省真实焊材、工件等焊接材料以及工业用电，降低培训成本； 方便教学。 3、焊接仿真模拟器概述 电焊操作训练模拟器系统是由武汉科码软件有限公司独立自主研发的焊接 虚拟仿真培训系统。 该系统是基于虚拟计算机系统， 是以中高度仿真的教学培训 系统，能让学员在接近真实的模拟环境下进行焊接技术的训练。 该系统能促进焊 接技能向实际工况焊接的有效转换。与传统的焊接培训相比减少了焊材的浪费。 1） 2） 对学员的培训过程难以准确掌握； 5） 培训过程环境污染严重，有害健康； 6） 培训过程安全性差。 减少甚至避免焊接练习过程中强光、高温、明火及烟尘以及有毒气体的 1） 产生，全面保护教师和学员的身体健康；
该设备结合了：焊工的动作、仿真焊接焙池、焊接声音及焊接手感，使用该系统的受训者能够感受到几乎真实的焊接过程。 电焊模拟实训系统是新一代环保、节能、通用型操作技能实训与评价平台。 该系统采用分布式仿真实训技术、虚拟现实技术、微机测控技术、声音仿真技术及计算机图像实时生成技术。在不需要真实焊机的情况下，通过仿真主控系统、位置追踪系统，将焊接演练过程中焊枪的位置、速度和角度等进行采集处理, 并实时生成虚拟焊缝。 该系统将仿真操作设备、实时3D技术及渲染引擎相结合，演练过程真实, 视觉效果、操作手感与真实一致。在焊接演练的过程中，学员能够看到焊接电弧以及焊液从生成、流动到冷却的过程，同时听到相应的焊接音效。 该系统与传统的焊接技艺教学能有机的融合在一起，是实现灵活、高效、安全、节约、绿色无污染的焊接模拟培训教学与考核的最佳教学方法。 通过电焊模拟实训系统，学员不仅仅可以获得与传统实训相同的操作经验, 同时通过系统内置的数据采集、智能专家辅助模块和量化考核评价系统等一系列先进独特的教学功能，配合合理明晰的焊接知识穿插讲解，使学员可以获得在传统教学实践过程中难以量化的精确焊接培训指导，大幅度提升学员在培训过程中的方向性和目的性，有效缩短学员的培训周期，降低教师的教学负担，达到以低 成本、低投入实现“精教、精学、精炼”的焊接培训机制。
OTS操作员培训仿真系统及应用技术分析
OTS操作员仿真培训系统介绍 1、操作员培训仿真系统的需求产生 作为迅速发展崛起的流程工业生产大国，中国的工业发展和产品产量已居世界前列，像是流程工业所涉及的石油、天然气、化工、钢铁、有色、建材、造纸等典型行业，在国际上具有举足轻重的地位。化工、石化类型的生产企业，常常具有连续操作、设备密集、高温易蚀、易燃易爆、有毒有害等特点，而往往由于企业对安全方面的重视程度问题，容易引发各类化工企业安全事故。 何为OTS? OTS:Operator Training System, 即操作员培训系统，其核心是仿真模拟技术，即在计算机上仿真模拟化工/石化/炼油等行业各流程的真实生产过程，建立对应的“虚拟工厂”，包含其生产过程及其控制逻辑。在此基础上，实现对工厂过程和控制逻辑的模拟、调整和培训。 这种仿真模拟技术可逼真地模拟工厂的开车、停车、正常运行和各种事故过程的现象和操作，是生产装置操作工培训和工艺方案研究的高效手段。 为何需要OTS？ 流程工业面临着几大问题： 人员安全：全球每年因化工事故造成的损失约4000亿元； 生产安全：全球每年因化工事故造成的损失约4000亿元； 操作安全：造成事故的原因，有75％是由于人员的误操作引起。 如果能够提高工厂内的操作员的安全意识，并且在开车、停车、故障、装置事故应急等各种情景下，能够迅速做出正确处理反应，则可以大大减少安全事故的发生概率，并减少事故带来的经济损失和人员伤亡。操作员仿真培训系统（OTS）是公认的解决上述问题的最理想方案！ 2、操作员培训系统发展历程 操作员培训系统（OTS，Operator Training System）起源于计算机流程模拟技术的发展。 计算机流程模拟的第一代系统始于1958年，研发者为美国凯洛格公司、休斯顿大学和普渡大学，第一代系统尝试采用数学建模方法对特定流程进行模拟。第二代系统始于1980年代的孟山都、布朗、洛克格、埃克森、模拟科学等公司的研究，第二代系统在数据库、数学模型以及解算策略等方面都有较大的提高。第三代系统始于1990年代，除了具有完善的数据库系统、复杂而精确的数学模型外，还具有设备计算、经济评价、工况分析、优化等功能，它的研发者就是目前国内所熟悉的艾斯本技术（产品Aspen Plus）、英维思（产品SimSci）、霍尼韦尔（产品UniSim）和横河（产品OmegaLand）。 OTS系统是成熟的技术，在国外普及程度很高，和DCS系统一样，它属于建厂之初的标配，是新上线装置必配的系统。但在国内认识程度还不高，最初只有少数几家大型的几家化工、石化、炼油企业在上OTS 系统，采用国外厂商霍尼韦尔、英维思、横河的OTS系统。但由于这些国外OTS系统价格十分昂贵，很多企业无法承受，因此没能得到普及。但随着国内OTS供应商的发展，比如杭州坤天自动化系统有限公司（产品奥秘仿真?），体现出价格优势和本地化服务优势，近年来更多的大中型生产型企业也在逐渐认识和认可OTS系统。 已经采用OTS系统的国内企业包括：中石化合资上海塞科90万吨/乙烯项目、中石油大连1000万吨/年炼油项目、神华宁煤煤制烯烃项目、华锦集团500万吨/年炼油项目、航天煤化工煤制烯烃项目、福建
机械手关节结构设计及运动学仿真分析
毕业设计（论文） 题目：机械手关节结构设计及运动学仿真分析 （英文）：Manipulator joint structure design and kinematics simulation analysis 院别：机电学院 专业：机械电子工程 姓名： 学号： 指导教师： 日期： 机械手关节结构设计及运动学仿真分析 摘要 图纸请联系qq625880526
本课题为机械手关节结构设计及运动学仿真分析。工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。〖1〗 本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，运用Solidworks技术对机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。 本文重点解决的问题——结构设计及仿真。 本课题中主要内容是： （1）设计机械手关节结构； （2）关节结构的参数设计； （3）用仿真软件进行运动过程模拟分析以此来改善结构设计，直到得出满意的结果为止； （4）绘制总装图和零件图； 目标：满足机械手关节结构的设计要求。 关键词：结构设计；参数设计；运动学仿真 Manipulator joint structure design and kinematics simulation analysis ABSTRACT
水电站培训仿真系统在五强溪水电厂的实现
水电站培训仿真系统在五强溪水电厂的实现 目前，水电站地理位置分散，人员相对精简，如果经常性的抽调大批运行人员到培训中心集中进行培训，有可能影响到正常的生产秩序。为了满足水电站运行值班人员的培训需求，提高培训效率，可以对其进行远程培训。随着Intemet 技术的发展，以及网络带宽的不断增大，使得远程模式的水电站仿真培训成为可能。在不影响生产的情况下，SD8000-SIM水电站培训仿真系统可以让新老员工有更多的实际操作机会，提高培训效率，降低培训成本。 标签：培训仿真系统;SD8000-SIM;远程模式 引言 五强溪水电厂以及所属五凌电力公司员工多，培训任务重，往往受已运行电厂安全因素的制约，学员实际动手操作的机会很少，培训受到影响。在这种矛盾下，迫切需要一种现代化的培训手段[1]。仿真系统作为一种现代化的培训工具，其功能丰富，性能良好，能够实时而逼真地再现系统的动态过程。学员进行仿真培训，与传统的培训方式相比，培训的层次深，效果好，效率高。仿真系统还可以在一定程度上作为原型电站的运行參照系统，进行事故预想试验与安全分析，经济运行方式的调试与方案制定，从而对电站的实际运行起指导作用[2]; 1.设计思想 五强溪水电厂培训仿真系统主要按照如下思想设计： 模型水电站的机组手自动开停机过程，故障处理过程等。实时显示调节过程中主设备、辅助设备等数据变化，运行操作人员可以在界面上巡视并模拟操作，操作过程引起的数据变化全部由水机电模型模拟出来[3]。参照水电站运行规程，将其编辑成仿真题库。运行操作人员可以通过选择运行仿真题库中的题目来进行测试，并通过自动评分系统来进行自动评分。 具体水电站运行仿真系统结构图，如图l所示。 2.系统总体结构 2.1硬件结构 五强溪水电仿真系统包括一台仿真主机、二台就地操作站，二十台学员操作站及一台历史服务器。学员站双显配置，另还配备投影系统、电源系统、网络交换机、音响设备、头戴式耳机等各种仿真设备。硬件系统结构图，大体如图2所示。 2.2软件结构
什么是虚拟仿真实训系统
什么是虚拟仿真实训系统 Prepared on 24 November 2020
什么是虚拟仿真实训系统 虚拟仿真实训系统较之传统教育方式有哪些优势接受职业教育者又将如何受益今天华锐视点就来为大家做一下解读。 什么是虚拟仿真实训系统 虚拟仿真实训系统就是针对特定学科的真实课件内容进行3D数字内容的模拟开发，并借助3D虚拟环境或3D立体显示设备模拟该学科的训练环境、条件和流程，使教师和学生能够获得和真实世界中一样或者相近的实训体验，达到替代或者部分替代实训效果的作用。 虚拟仿真实训系统在职业教育领域的优势是什么 1.创造实训环境依托虚拟仿真、人机交互技术建立起来的虚拟仿真实训系统，可以逼真的模拟操作的流程，如搭设脚手架、护理过程、机械维修、起重机操作；逼真的模拟对工具设备使用，如对工具摆放环境的模拟、工具外形的模拟、对工具操作方式的模拟、以及对工具操作效果的模拟。高度逼真的训练环境，使得学生能够获得生动直观的感性认识，增进对抽象的原理的理解。 2.节省时间和成本比起传统的实物实景教学以及单纯的实物培训，虚拟仿真实训系统能够大大缩短建立实物和获取实训环境的时间，而且一套虚拟实训系统可以多人同时、单人多次使用，实现在更短的时间和成本内培养更高素质人才的目标。 3.增加安全可靠性虚拟实训系统使得培训过程中的失误，不再带来人身伤害和环境危害，也不会浪费任何财力、物力，使用者可以通过虚拟培训熟练掌握知识原理和操作流程，日后上岗将应对自如。 4 .考评结合提升教学效果虚拟实训系统能够进行知识点、操作要点及工作
流程的仿真实训考核，比如：设备及零部件的拆解、检查、调整与安装，以及测试设备的运转情况等。
操作员培训仿真系统(OTS)应用进展
现在的石油化工工业是以巨大的复杂的设备和高度密集的联合体为基础，即大型化、高投资、技术密集、知识密集、劳动力密集。 一方面，为了增强企业的国际竞争能力，各企业均在不断地进行着各种各样的技术革新。当然，要想使这些技术革新成为可能，在很大程度上要依赖于数十年来惊人发展的计算机技术，通过过程控制向分散型系统(DCS)的转换。由于计算机的大力推广和自动化程度的大幅度提高，使得产品生产的效率和质量均在提高，从前的手工操作被代替，人工操作在减少，复杂的操作变得简化了，由于长周期运行，频繁调整操作和开停车少见了。许多引起危险事故的因素被排除，事故的发生率在降低。这样，操作人员亲身体验非正常状态和事故的机会也在极度地减少。另外，工厂的编制尽量精简，甚至一人多岗，安全又要保障，对操作人员的素质要求更高了。由于不正常操作或者误操作而引起的停车次数也很多。由此造成的损失，表现为设备损坏或产品不合格，甚至人身伤亡也很可观。另一方面，老厂由于不断地进行技术革新，新老操作人员都存在着技术培训问题。新建厂的大部分关键设备都很先进，自动化程度很高。其各类操作人员，尤其是一线操作人员比较缺乏经验，又面临着比其它老厂更加复杂的和全新的系统，因此必须对他们进行很好的培训。第三，全球进入老龄化社会而导致熟练工人大批退休，新人的大量接替，人才的社会流动和流失加快，因此知识的继承和传递，高级人才的获得，在职人才的教育和培训，则一直是企业家的关注焦点。 在这种背景下，寻找高效的培训方法则被提到日程了。采用什么样的培训方法呢？是个关键。传统的操作员现场培训方法存在着种种弊端，危险性大，灵活性差，占用时间多，进度慢，效果不够理想，而且培训开支很大。在计算机技术迅速发展的今天，与传统的培训方法相比，基于计算机的模仿工厂操作实际的仿真培训系统（Operator Training Simulator，OTS）20~30年前在西方发达国家产生了，而且成为必然的发展趋势。特别是新建工厂，OTS投资只占工程建设总投资的很小一部分，所以新建厂几乎都同时引进OTS系统。 1 模拟的定义 古往今来，模拟（simulation）几乎是无处不有，无时不在。人类认识自然、认识世界是通过各种实践活动来实现的。其中实验方法和理论方法已经流行了几千年。实验方法是在一定条件下，通过一定技术手段，观测事物的变化结果，揭示内部的运动规律，然后达到认识事物的目的；理论方法是选用一定的物理模型，假定相应的数学关联和关系，直接描述事物变化的客观规律。很长时间以来，人类则幻想得到第三种更简捷更快速的认识世界的新方法。神话故事则反映了这种奢望。到了信息时代，认识世界的计算
仿真实训室建设方案
发电厂电气仿真实训室建设方案 一、发电厂电气仿真实训室建设必要性 建设发电厂电气仿真实训是我系电厂设备运行与维护和电力系统继电保护与自动化、供用电技术等专业学生理论和实践结合、完成实践教学任务，培养具有创新能力、创新意识的高级应用型技术人才最可靠的“桥梁”，只有通过实训基地，学生才能获取岗位职业能力所需技能。 二、建设年限 2014.11-2016.11 三、发电厂电气仿真实训室建设内容 电气仿真软件主要用于学生实习用，用于模拟火电厂发电的真实场景、使学生尽快掌握所学知识、为以后就业打下坚实的基础。本软件包括仿真平台、数学模拟软件、DCS 操作员站软件、就地操作站软件四部分。 （一）性能介绍 1. 仿真平台 仿真平台采用具有完全自主知识产权的大型科学计算与仿真引擎SimuEngine。SimuEngine是介于仿真系统和计算机操作系统之间的可视化仿真支撑系统。 SimuEngine是一套成熟的、商业化的平台软件产品，产品通过了中国软件评测中心高级确认测试，已被多家仿真软件开发商用于自行开发仿真系统软件。 其主要功能和特点如下： ?实时网络数据库 –专门为大型仿真系统设计 –读取速度快，实时性强 ?数据可视化 –表格、曲线、流程图、直方图等 –画面可组态 ?在线调试 –可随时对数据库中的任意数据进行在线修改，并可以立即影响到模型的计算?协同开发 –支持多人在网络环境下的程序协同开发 –提供了从程序编辑、变量扫描、编译、连接到运行、调试等全过程的支持?完整的教练员功能
–运行与停止、冻结与解冻、改变速度、故障设置、工况保存、回退、追忆等?结构灵活 –采用了“客户/服务器”模式，便于扩展 ?仿真精度高 –最小仿真步长可达10毫秒 –最小数据刷新周期50毫秒 ?占用资源少 –在单CPU奔腾4上仅占用3~5％的CPU资源 ?多流程仿真 –可以在一套硬件系统上同时开发或运行不同的系统，或者同一系统的多个实例，即支持分组运行。 ?良好的可维护性和可移植性 –Windows 2000 / XP / 2003 / Vista/ 7 /2008 ?多任务并行运行 –支持多任务运行和在多CPU环境下的并行计算 ?开放性好 –提供了方便的API接口 –支持OPC协议 –与多套商业流行软件有接口 2. 数学模型软件 数学模型以基本物理原理为基础，以实际机组的资料为依据，采用图形化建模方式完成。所建模型精度高，能完整地描述机组的静态和动态的全过程，包括从锅炉吹扫、点火、升温、升压、暖机等各种工况下的启动、并网、升负荷以及正常停机和各种事故现象。数学模型软件由以下几部分组成： 1）电气系统数学模型软件； 控制系统模型由实际机组的DCS、DEH组态文本翻译转换而成，其结果与实际机组一致。 3. DCS操作员站软件 模拟机组DCS系统的运行画面显示和操作。该软件在DCS操作站计算机上运行。DCS 画面完全比照实际机组的DCS画面绘制，操作人员几乎感觉不到与实际画面的差别。 4. 就地操作站软件 就地操作站功能软件用于模拟实际机组的就地操作。