三维吊装仿真技术介绍-焦博
大型汽车吊吊装仿真技术研究的开题报告
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
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
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。
吊装仿真admas
数学仿真－建模和求解方法是关键
数学模型 数学方程
[M ]{X&&}+ [K ]{X }= {F(t)}
求解方程 解析法，数值逼近法 仿真曲线
大连理工大学
0
臂 头 装 配
大连理工大学
0
14
二、仿真技术在吊装工程中的应用
臂 头 装 配
大连理工大学
0
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二、仿真技术在吊装工程中的应用
铰 点 位 置 装 配
大连理工大学
0
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二、仿真技术在吊装工程中的应用
整 体 装 配
大连理工大学
0
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二、仿真技术在吊装工程中的应用
2.3 静动力学仿真 静态有限元分析Ansys，Ideals等软件
大连理工大学
0
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二、仿真技术在吊装工程中的应用
履 带 吊 刚 柔 混 合 仿 真
大连理工大学
0
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二、仿真技术在吊装工程中的应用
履 带 吊 刚 柔 混 合 仿 真
大连理工大学
0
23
二、仿真技术在吊装工程中的应用
装 载 机 刚 柔 混 合 仿 真
大连理工大学
0
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二、仿真技术在吊装工程中的应用
大连理工大学
0
7
二、仿真技术在吊装工程中的应用
2.2 动作仿真 借助渲染效果好的软件实现动作的模拟 二维仿真flash
大连理工大学
渐开线齿轮泵
摆线齿轮泵(转子泵)
0
8
二、仿真技术在吊装工程中的应用
三维仿真3Dmax
宁波工程公司的飞灰罐
大连理工大学
0
丙稀塔
9
二、仿真技术在吊装工程中的应用
基于FLEXSIM三维仿真的集装箱起重机可视化监控技术
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。
三维仿真技术在锅炉吊装中的应用
并 供 货 ， 结 构 的 总 宽 度 为 ４ ２０ 钢 ５０ ｍｍ， 深 度 为 总 ５９０ ｍ， 前 往后 的轴 线编号 依 次 为 ： １ Ｋ 、 ３ ０２ ｍ 从 Ｋ 、２ Ｋ 、 Ｋ 、 ５从 左 往 右 的 轴 线 编 号 依 次 为 ： １ Ｂ 、 ３ ４Ｉ ， （ Ｂ、２Ｂ 、
的路径 、 吊物的形态 以及 可能出现的问题 ， 时通过直 观 的模拟 可 以发现方 案 的不足 之处 ， 到优化 吊装 方案 的 同 起
效果。
关键词
三维仿真技术
大板 梁
汽包 吊装 应 用效 果
１ 前 言
三维仿真技术能以电脑模型和动画在实际工程运 用反 映出复杂 的工程结 构 以及 物体 的运动 ， 在工 程 中 能让 人从简单 的平面视 图以及大脑 想象转 为更 为直观
式 。Ｋ 和 ｌ 这 ２ 根 大 板 梁 的 就 位 标 高 为 １ （ ５
组新建工程 、 １ ３锅炉吊装方案中的部分应用实例。
２ 应 用 实例
２ １ 盘 南 ． １锅炉 钢 结构大 板 梁 吊装 盘南 １锅炉 钢结 构 是 由东方 锅炉 厂设 计 、 制造
８３０ ｍ， １０ ｍ 就位后上翼缘面 的标高为 ８ ３０ ｍ， ２ ４０ｍ Ｋ 、 Ｋ 、４ ３ Ｋ 这三根大板梁的就位标高为 ８ １０ ｍ， ００ ｍ 就位 后 上 翼 缘 面 的标 高 依 次 为 ８ １０ ｍ、 ５０ ｍ ５０ ｍ ８４０ ｍ、 ８６０ ｍ。各 大板 梁参 数 如表 １ ５４ ｍ 。
受 限， Ｂ 列柱最 大夹角为 ３ ７ 最大起 吊能力（ 与 ５ ８， Ｒ ２ ｍ） ４ ｔ最 小 起 吊 能 力 （ ＝５ ｍ） １．ｔ ４ 为 ７， Ｒ ０ 为 ２５。
塔式起重机虚拟仿真训练系统研究与实现
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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技术背景
涨潮时风机吊装 特殊起重机 2MW风机
仿真动画案例介绍——冷却器动画 仿真动画案例介绍——冷却器动画 ——
技术背景
石化设备冷却器吊装 主副起重机吊装 起升高度大
仿真动画案例介绍——网幕运输动画 仿真动画案例介绍——网幕运输动画 ——
技术背景
网幕运输吊装 网幕分三组起升后高度60米 三组网幕拼成一个整体图案 两台全路面起重机吊装一组网幕 分两次备场
注意
基本尺寸准确 履带宽及轨距 主臂铰点位置 臂架长宽高 …………
目的
保证吊装尺寸准确 起升高度、作业半径 干涉排查 …………
应用讲解——起重机建模 应用讲解——起重机建模 ——
履带
应用讲解——设备建模 应用讲解——设备建模 ——
注意
主吊耳标高 溜尾吊耳标高 重心标高（吊装仿真中） 外径
目的
起升高度 受力计算 …………
仿真动画案例介绍——履带起重机组装 仿真动画案例介绍——履带起重机组装 ——
技术背景
履带起重机组装 组装过程细分 绕绳方式演示
仿真动画案例介绍——塔式起重机组装 仿真动画案例介绍——塔式起重机组装 ——
技术背景
动臂塔式起重机组装 塔式起重机亦常用在吊装中 非移动式起重机
仿真动画案例介绍——塔式起重机组装 仿真动画案例介绍——塔式起重机组装 ——
三维吊装仿真技术介绍
焦博 2012年02月25日 2012年02月25日
内容
安全高效推动技术革新
三维吊装仿真涉及内容
仿真动画案例介绍
三维仿真技术应用演示
三维仿真工作内容介绍
安全高效推动技术革新
手工绘图
计算机绘图
安全性提高放在首位
计算器计算 程序计算
设计效率提高
解析计算 有限元计算
降低成本， 降低成本，增加收益
应用讲解——设备建模 应用讲解——设备建模 ——
CAD图纸对照 CAD图纸对照
应用讲解——环境建模 应用讲解——环境建模 ——
注意
复杂程度自己控制 考虑计算机性能 注意模块划分（吊装仿真）
应用讲解——环境建模 应用讲解——环境建模 ——
CAD图纸对照 CAD图纸对照
应用讲解
CAD三维模型导入 CAD三维模型导入
二维绘图 三维建模
三维吊装仿真涉及内容
仿真动画
渲染效果好
计算分析
分析结果可靠
133MPa
吊装仿真
实现人机交互
106MPa 211MPa
仿真动画案例介绍——潮上带动画 仿真动画案例介绍——潮上带动画 ——
技术背景
沿海滩涂风机吊装 履带运输车 特殊履带起重机 2MW风机
仿真动画案例介绍——潮间带动画 仿真动画案例介绍——潮间带Байду номын сангаас画 ——
应用讲解
STL文件导入 STL文件导入
三维模型标准格式 设计院的三维模型可用此格式互用
三维仿真工作内容介绍——仿真动画 三维仿真工作内容介绍——仿真动画 ——
三个阶段
前期阶段 素材制作阶段 后期合成阶段
三款软件
3DMAX PhotoShop Premiere
三维仿真工作内容介绍——吊装仿真 三维仿真工作内容介绍——吊装仿真 ——
技术背景
重点突出技术方案 提前验证方案
仿真动画案例介绍——立式吊装仿真 仿真动画案例介绍——立式吊装仿真 ——
技术背景
吊装仿真录像 主副溜尾吊装 吊装信息显示 人机交互方式
仿真动画案例介绍——卧式吊装仿真 仿真动画案例介绍——卧式吊装仿真 ——
技术背景
吊装仿真录像 单机吊装 吊装信息显示
应用讲解——起重机建模 应用讲解——起重机建模 ——
三个步骤
建模、材质 设置设备姿态 导出
谢谢