基于actionscript技术的马自达6发动机虚拟仿真拆装实训系统的开发研究毕业论文(编辑修改稿)

基于actionscript技术的马自达6发动机虚拟仿真拆装实训系统的开发研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

动机结构设计和装配性能作出评价，可计算实际装配时的耗费，从而为寻求更加合理的设计和装配手段提供基础。 本系统采用 以 仿真为中心的虚拟仿真装配，在此基础上添加教 学部分与学习检验部分作为本文所要开发的发动机仿真装配虚拟实训系统。 基于 L5 发动机系统的复杂性，我们在发动机总装的时候选择自下而上的方法，这很好解决发动机虚拟装配阶段并行性的问题。 每一个不同的小组可以自由组装，完成特定系统或标准模块的虚拟装配任务，彼此在共享资源和实时更新数据的基础上互不干涉。 最后，在概念设计完成的末期，依托总的布局方案，将已经分工完成的子装配体和标准模块进行最终的装配，整合。 每个相对独立的小组在完成子系统和特定模块的装配任务时需要建立在“关联性设计”的基础之上。 这就需要运用到自 上而下的装 配方法。 一个零部件的设计和安装不能够脱离整个发动机的装配环境，必需要结合实际情况，参考同一系统或装配空间中相邻的零部件的实际情况，故而，采取自上而下统筹兼顾的装配手段，在完成 L5 发动机子系统和特定模块的装配时能够起到至关重要的作用。 本文结合考虑到 L5 发动机构造的复杂性，在充分满足发动机虚拟装配的完整性要求、层次性要求、开放性要求的基础上，提出了如图所示的装配工艺层次模型。 在所示的装配工艺层次的基础之上，结合 L5 发动自身系统组成，笔者简要归纳出了 L5 发动机装配工艺结构如下图所示。 . . . . . . . . . . . . . . . 发动机虚拟现实系统开发思路 此系统主要功能为教学和虚拟拆装实训，以及考量实训结果，给予评价和相应的学习指导。 教学部分考虑到教学的趣味性和学生学习的积极性，本系统采用视频动画教学方案，学生在观看动画的同时，学习发动机拆装的知识，一定程度上把视频资料和学习文本结合，不仅有利于教学质量的提高，改善俗套的教学方式，还对学生学习的积极性起到了很大的促进。 接受性学习一般来说学习效率较低，理论化也高，考虑到这一点 ，本文采用 理论结合实际的方法，让学生在学习的过程中不仅动脑而且动手，主动参与到学习拆装的过程中，亲身体会。 系统开发了虚拟装配场景，学生可以在虚拟装配场景中体验到在现实拆装培训的乐趣，跟随动画模仿性的学习，学习效率将会大大提高，记忆能力也会大幅上升。 这不但解决了越来越多的培训需求与培训场地和培训设备限制条件间得矛盾，而且也没有失去拆装实训应有的效果。 关于这套学习最后还有相应的学习检验部分，对学习成果作评价，指导学生更加有效的学习，节约时间，提高效率，提高学习水平。 考虑到艾宾浩斯遗忘曲线的问题， 本系统根据遗忘规律开发一个程序，根据学习者在检验结果的程度上，提供学习指导，为进一步提高提供了参考。 艾宾浩斯记忆曲线 考虑到编者能力有限的问题，本系统直接借助其他软件平台作为子系统直接开发系统，由不同的子系统构成系统的肢体部分。 而且随着合作化的不断升温，这样的教学系统也很有一定的市场，相应的软件商也乐意提供自己的帮助，从中谋取利益，合作化也是系统的一个方向。 发动机虚拟现实系统设计 该发动机虚拟现实系统设计流程如下： Catia 零件建模：通过测量实物模型或者其他有效途径或得零件的有效尺 寸，根据收集来的数据绘制三维模型 3d Max 渲染：将 Catia 建模文件导入 3d Max 中，通过有效的渲染是得零件更易区分，更易识别，方便学习者模拟学习 编写程序构建系统：通过 Flash 内置的 ActioScript 技术，设置界面，编写程序；另外在 3D Max 中设置虚拟拆装场景和用 C 语言编写学习指导程序 不断调试与完善系统直到最后得到满意的系统应用 本章小结 本章对马自达作了简要的介绍，方便读者了解相关方面知识。 也对发动机虚拟拆装实训系统的开发作了简要的分析，指明了系统开发的流程，为虚拟现实系统 的开发和建立提供了明确的设计思路，这样，为下文虚拟现实系统的建立提供了理论支撑。 第三章 发动机虚拟现实系统开发工具 CATIA 简介 由于本文所涉及到的零件实体建模是基于 CATIA V5 软件系统。 故在此先对CATIA 做一简要介绍。 CATIA 软件（ CATIA 是英文 Computer Aided ThreeDimensional Interactive Application 的缩写）是 IBM 公司和 Dassault System 公司精诚合作，在 20 世纪80 年代早期隆重推出的集 CAM／ CAD／ CAE 为一身的高端三维开发与设计软件。 CATIA 在汽车产业领域为世界范围内所有的汽车生产设计公司和制造厂商设计他们面向潜在市场的汽车产品提供软件平台和技术自持，同时身为 PLM 协同解决方案大框架的一份子，它能够涉足汽车设计开发项目的起始阶段、市场前景分析、细化的零部件和生产设计、模拟汽车运行状态、虚拟仿真装配甚至是包括汽车后期维护在内的所有工业化设计阶段。 CATIA 产品为提升企业对市场需求的敏感性便以可扩展的 开放式 V5 架构为基础正是 V5 架构的柔性使得企业对产品设计知识大加重用，加快了企业开发与相应速度。 CATIA 系列软件产品也在开发时逐渐形成模块化的特征，这有利于使汽车风格和造型设计、汽车研发生产设备与系统工程、机械加工、汽车技术分析和模拟运行、机械设计等各方面汽车设计企业和汽车制造企业在汽车开发这个大活动中的需要。 自 20xx 年以来，其数字样机流程在市场上被各大企业广泛采用，短时间内迅速成为全球最常用的汽车产品开发系统，据统计全球前十五的汽车企业有十四家选择将 CATIA 作为核心设计研发软件。 CATIA 系列产品已 经全线覆盖汽车设计制造、工农业厂房设计、通用机械制造船、舶军舰制造、电力与电子、航空航天和日常消费品七大领域并且大有成为其进行三维实体设计与模拟解决方案时优先选择软件的趋势。 CATIA 目前在全球范围内最大的客户有：美国通用汽车（同时使用 UG），美国波音飞机制造公司，美国福特汽车，德国大众汽车，德国博世科技有限公司，德国戴姆勒奔驰汽车，德国宝马汽车，瑞典沃尔沃汽车，法国标致雪铁龙汽车，法国空中客车飞机制造公司，法国雷诺汽车，日本丰田汽车，日本本田汽车，日本三菱汽车，意大利菲亚特汽车，西门子公司，韩国现代汽车， 韩国起亚汽车，中国的上海汽车集团，第一汽汽车制造集团，东风汽车集团等大公司。 虚拟装配技术的应用研究。 Dassault System 公司在 20 世纪八十年代相继发布了 CATIA 的前三个版本，由于是初级产品，其功能并不完善，运用也不是很广泛。 1993 年，随着功能大为完善，操作更加便捷的第四版本 CATIA 的发布，它一跃成为世界各汽车制造企业的宠儿。 如今的 CATIA 软件主要涵盖 V4 和 V5 两个系列版本。 UNIX 平台是 V4 版本仅有的应用平台，而 V5 版本则实现了 UNIX 和 Windows 两平台的 共享。 笔者在本文中充分利用了 CATIA V5 的建模优势，在后文中有较详细的举例介绍，在此不再赘述。 CATIA 制作过程中的截图 Catia 三维参数化零件的建模过程主要分为三个阶段： 资料的收集：在建模之前，我们要对汽车零部件的功能、尺寸、形状等信息进行收集，为准确的建模提供准备。 模型的制作：在建模过程中，我们不仅要达到模型尺寸的准确，同时还要使模型外观更贴近实物。 模型的合成与处理：在零件建模之后，要将建成后的零件进行合成与装配，并将最终得模型送至 3Dmax 软件，设置合理的材料与光照进行渲染。 3D MAX 简介 3D Studio Max，简称为 3dmax，是由 Autodesk 公司开发的一款集建模、渲染和制作动画于一身的三维制作软件。 其主要特色就是模仿真实 世界中的物体。 由于模仿的逼真性以及简单方便的操作性被广大动画爱好者所使用。 在广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学等领域得到广大应用。 又由于其方便易学，建模效果优良，是能够满足设计需要的最理想的建模软件，近年来在汽车行业也开始广泛使用起来，比如制作发动机变速器的三维模拟拆卸/安装过程，汽车产品的功能展示等等。 结合我国多年来的汽车企业员工培训工作，一直是按照车间实装训练模式进行的，这种训练模式不仅需要完备的训练设备和器材，所需的培训场地大，而且训练时间有限，不能保证每个培训人员都能 亲手操作而得到训练，这时利用三 维建模，可以将复杂的培训过程，在计算机中以虚拟情景实现。 培训人员可以随时登陆培训系统反复训练操作，反复理解并能快速掌握现代先进的检测维修仪器。 三维软件的具体操作是打开计算机的软件快捷方式，在界面中首先建立一个虚拟的空间世界，然后在这个虚拟的三维世界中根据所要展示对象的各种参数如形状、大小，对于机械零部件的装配尺寸、位置、角度、弧度等参数建立模型及场景，再根据所要表现的动画形式设定模型的运动轨迹、虚拟摄像机的运动以及一些其它动画设定参数，最后根据实物的性质为模型赋上特定 材质，打上灯光。 当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的一张张画面，再利用 AE软件进行动画的合成。 通过对比上面描述的两款软件，所以选择 3dmax 作为发动机建模及动画设计软件，是由于 3dsmax 是中端软件，易学易用，而 MAYA 是高端 3D软件学习起来会困难一些，另外 maya 所需的电脑配置要高一些，比如要好的显卡驱动。 但是对于 3Dmax 而言，一般配置的电脑就可以满足要求。 3dmax 软件具有以下优势：能够做到所见即所得，看到的东西全都能展示出来，表达直观，同时设计质量能得到有效地提高；数据源单一 集中，可以为并行的工作提供条件，提高了工作效率；有效地集成规则性知识和过程性知识，并促进知识的重用，可以减轻工作量；模型之间是相互关联的，保证了数据间的统一性和协同性；在确定各个零件的装配关系后，可以驱动这些零件到要求的尺寸大小。 并且 3D 有一些专属的模型库，有好多模型可以直接提取出来使用，方便快速。 下图所示为用 3D max 制作的动画中的一帧 3D Max 动画制作流程思路 导入元件：制作完成的 Catia 元件，保存为 IGS 格式后，可以直接导入 3d Max中直接使用 放置摄影机：在制 作动画前，找准合适的位置和角度放置摄影机，方便制作动画，和更好地展示元件 制作关键帧：使用关键帧制作动画，构思动画的内容，制作关键帧的动作，最好能较为全面的展示动画的内容 调节关键帧：关键帧制作完成后，反复观看动画，调节关键帧的位置，也可不加关键帧，直到最后制作出合格满意的动画 ActionScript 技术简介 Adobe Flash Professional CS6 操作界面 ActionScript 内置于 Flash，其迅速的发展使其对语言完成了标准化设计， 同时成功的成 为了面向对象设计的编程语言。 ActionScript 通过对 Flash 中动画元件的控制，来实现其强大的交互性。 同时通过对动画动作、音效等效果的控制，可以呈现出动态、丰富、逼真的动画效果，完全满足编程中的更高要求。 Flash 的交互性动画是指，利用 Flash 制作生成的动画作品，在播放时支持事件响应和交互功能的一种动画，即动画的播放者以及受众都可以对播放的动画进行某种操作，使得动画的受众接受信息的方式由被动接受变为主动选择。 交互动画是伴随着计算机应用技术的产生和互联网网络的普及形成的新课题，这种动画形式充分利 用了数字媒体的交互性特征，使得它与其它的动画形式相比有着更强的信息传递作用。 Flash 软件开发的交互技术是一种新的操作与沟通形式，完全依托于计算机先进的图形交流界面技术，使用交互技术可以实现动画与观赏者之间的简单互动，具有很强的生命力。 通常因操作简单而被广泛使用的交互技术有加载影片、鼠标操。