首页 > 虚拟平台 > 特色平台

特色平台

 

     专业特色虚拟仿真实验平台主要面向培养学生创新精神与实践能力,中心结合同济大学中德合作和行业协同的优势资源,创建创新实验实体平台,建设有“工业4.0-智能工厂”实验室、工程机械数字仿真实验室、教育推进伙伴计划(PACE)项目、古代机械等高端虚拟仿真实验平台,涉及20余个虚拟仿真实验项目,不仅能满足日常科研学院,还可以满足各类创新训练计划与学科竞赛需求,在激发学生科学思维、创新意识和培养创新型人才方面发挥了显著作用。专业特色虚拟仿真实验平台通过科研反哺实验教学,以高素质人才培养作为科研工作的出发点与落脚点,将学科建设的成果转化为人才培养优势,促进实验教学与科学研究的紧密结合;从科研项目中提炼具有工程应用背景的虚拟仿真专业实验,培育原创性实验,持续提高设计性实验、研究创新性实验的比例。实验平台紧密结合现场实际,数值仿真、虚拟实验和实体实验并举,中心的仪器设备可自由搭建合理的典型实验项目,利用实验方法解决实际问题,为学生提供各种科研实践的途径,吸引学生参与教师的科研项目,激励学生的学习动力和创新潜能。

up_14386700203593676_0

“工业4.0-智能工厂”实验室

up_14386700456872536_0

PACE项目

建立的虚拟仿真平台如下:

(1)工程机械电控硬件在环仿真平台

     该平台提供大量的工程机械系统仿真模块,可以非常方便地通过这些经过工程应用验证模块中预先定义好的约4500个元件模型组装起来创建基于物理学的工程机械混合动力系统的实时模型,可用于硬件在环测试应用及教学。

(2)工程机械驾驶实景模拟平台

     该平台能够建立包含驾驶操作控制在内的闭环的工程机械完整模型(包括液压系统、传动系统、机械机构、驾驶操作控制等); 能够模拟各种作业环境和作业工况,实现人机交互,并能实时3D动画显示。

(3)工程机械混合动力系统仿真平台

      该平台可实现工程机械发动机性能及其控制系统仿真、发动机与工程机械匹配仿真、多工况作业循环燃油消耗率与经济性分析、整车能量管理、传动系统仿真(包括电力驱动、液压传动和机械传动、液压系统和元件分析、混合动力系统仿真等内容。

(4)工程机械和智能汽车虚拟设计平台
     该平台包括投影机、图像工作站、音响系统、中央控制系统、动作捕捉和位置跟踪等系统,可提供一个两通道的主被动立体显示环境下3D模型的交互式设计与展示的专业虚拟设计平台。平台可以实时获取多种三维设计软件的模型,进行三维虚拟模型的结构展示、原理展示、工作模拟展示及设计修改;利用数字化设计手段方法和实景虚拟仿真环境进行工程机械产品开发,利用工程机械和智能汽车实验台架进行实验验证,培养学生虚实结合开发创新产品的能力;可使用各类交互设备,对产品零部件进行虚拟拆装、剖切显示、虚拟测量等模拟操作,并且可以进行实时人机交互,不仅能够用于教学,还可以用于产品方案的设计研究和评估审核,如图20所示。

up_14386701203273222_0

图20 工程机械整机仿真

(5)虚拟制造平台
     该平台与沈阳机床、斯来福临等行业领先企业共同建设,现已拥有五轴车铣复合加工中心、数控车削中心、三轴数控立式加工中心、数控慢走丝线切割机床、数控电火花机床、CNC仿真模拟软件、数控开发系统、数控代码网络化编制及传输系统、三坐标测量机等多个装置设备,并能进行多个综合性虚拟制造实验。这些平台可方便应用于CNC设备操作、NC编程及传输、逆向工程的仿真试验,提供了真实的场景,大大提高了实训的效果,培养学生的产品设计创新能力。

(6)工程机械装配虚拟仿真平台

      由于工程机械结构复杂、装配关系复杂,在其构造原理学习过程中存在学习效率低、成本高且方法单一等问题。因此,中心结合三维实时可视化、多媒体和网络技术,在计算机上构建近乎真实的工程机械装配虚拟仿真教学平台,实验数据和场景都来自于工程现场实际。通过仿真实验,可对工程机械的构造、工作原理、装配技术获得更直观、系统性的学习,不但提高了学生学习的积极性和效率,而且减少了现场培训对正常生产的干扰,避免因现场实习对装配、检修安全造成影响,降低操作真实样机装配检修的成本。

(7)结构强度虚拟仿真平台


     该平台包括机械结构静强度仿真、材料非线性仿真、大变形碰撞仿真、空调通风系统仿真、振动与噪声控制仿真、焊接变形和工艺过程仿真、焊接结构疲劳寿命预测与评估技术等。实验室拥有ANSYS、LMS Virtual.Lab等大型软件平台对机械结构强度进行分析,能够使实验教学与工程实际项目有机结合,使学生受到实际的工程训练,锻炼了学生的工作能力及独立科研能力。

(8)工程机械与智能汽车动力学虚拟仿真平台

     该平台内容涉及动力学系统的建模、设计、仿真以及分析方法,主要内容包括各类动态系统模型、线性系统分析、分布参数系统、非线性系统仿真等,建立了各种基础模型程序库。建立了适用于工程机械的系统仿真模型,开发了具有独立知识产权的软件系统。这些成果在为科研服务的同时,逐步转化为仿真实验教学资源,为本科生开设了《工程机械数字化设计》、《现代工程机械液压系统》、《汽车系统动力学》等仿真实验教学课程。

(9)工程机械与智能汽车NVH虚拟仿真平台

      该平台集成整机及动力总成、动力舱、驾驶室等关键部件的声振特性仿真分析、预测评价、减振降噪优化等功能,具有交互式虚拟场景操作平台,根据仿真或试验结果获取噪声、振动、温度等信号的实时反馈,借助于虚拟现实环境预测整机性能。建立的NVH虚拟实验室作为共享共用平台,为整机开发提供面向用户平台的NVH预测、分析、评价及优化等共性关键技术,提高企业的技术集成能力和学生的创新能力,对培养兴趣、激发创造性、增强互动性和提高教学效果,起到了极大的推动作用。

(10)工程机械集群施工虚拟仿真平台


      该平台建立了集大型数据库、CAD、计算机网络、数据传输、多媒体等技术为一体的现代化虚拟仿真实验教学平台。通过虚拟仿真平台的应用和操作,获得关于作业指挥、计划调度、作业仿真等各个作业环节上的感性认识。通过实验能够让学生以组织者的身份参与工程机械集群施工指挥工作,准确直观地了解调度的工作流程和操作方法,获取调度和规划作业的直观认识。

(11)工程机械故障诊断虚拟仿真平台


      该平台以网络控制系统为核心,使用计算机技术、通信技术、网络技术和微电子技术相结合,通过安装在现场的传感器及音、视频设备,远隔千里便可随时了解现场生产及设备状况,不需要人员到现场即可对生产现场进行监测和诊断。实验平台开发了RMCS远程监控系统用于远程监控现场设备,使用的主要技术包含CAN通信技术、ZigBee无线通信技术、CDMA无线通信技术及TFT显示技术等,通过网络控制系统掌握对整机运行控制、状态监视和故障诊断的全过程,达到了虚拟仿真实验代替实物实验的预期目的。

(12)CAD/CAM/CAE虚拟仿真实验室

    采用主流的CAD/CAM/CAE和生产系统规划仿真系统,可以在虚拟环境下的进行产品数字化开发设计、性能分析优化和生产制造过程仿真。

(13)物流仿真实验室

       利用现实设备和虚拟环境相结合的方法,用电脑模拟生产系统中的不同部门,实现生成定单、生成产品入库单、产品入库、生成产品出库单、产品出库等,实验内容包含了物流系统中的全部内容,保证了实验的完整性和系统性。

(14)古代机械仿真实验平台

      通过综合运用多媒体技术、三维造型技术、虚拟现实技术及网络技术,建立一个高水平的中国古代机械数字体验馆。在同济大学古代机械长期研究与复原的基础上,建立古代机械仿真实验平台。

up_14386701536401353_0

中国古代机械仿真实验平台

up_14386701835933826_0

中国古代机械-水排仿真和风车仿真