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基于OGRE的压延塑化三维仿真系统的设计与实现

基于OGRE的压延塑化三维仿真系统的设计与实现

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作者：徐寅南京理工大学

学位级别：硕士

随着计算机仿真技术和三维引擎的发展,三维仿真系统正被越来越多的运用于化工、航天等领域。物料压延塑化的加工过程比较复杂,无法对其加工方案进行有效地评析。以往对此过程的仿真主要都集中在数值仿真上,不能形象直观地表现出物料的... 详细信息

随着计算机仿真技术和三维引擎的发展,三维仿真系统正被越来越多的运用于化工、航天等领域。物料压延塑化的加工过程比较复杂,无法对其加工方案进行有效地评析。以往对此过程的仿真主要都集中在数值仿真上,不能形象直观地表现出物料的加工过程。因此,利用三维引擎对物料的压延塑化过程进行三维仿真,具有重要的理论与现实意义。本文深入分析OGRE三维图形引擎的特性、核心子系统以及场景管理组织方式,总结OGRE的工作流程,引入OGRE开发三维程序的方法。对物料的压延塑化加工过程进行深入了解,分析并总结该过程中的理论基础。在对粒子系统算法进行详细研究和分析的基础上,提出对物料进行分割的思想,将物料看成是一组物料粒子的集合,按照连续加工过程中的各个阶段,对物料粒子进行三维建模,设计物料粒子在各阶段中的运动模型。在完成物料的虚拟加工过程中,引入碰撞检测算法,并提出了基于物料粒子位置的碰撞检测,对物料粒子与辊筒进行了碰撞检测,真实地反映了物料的整个加工过程。本文使用三维建模工具对压延塑化的加工设备进行了三维建模,整理了压延塑化中相关特征量的计算模型。对压延塑化三维仿真系统进行了需求及功能分析,给出了该三维仿真系统的设计思路。采取基于OGRE引擎以及MFC应用程序框架的方案,对压延塑化的三维仿真系统进行了实现。实现中将OGRE渲染窗口嵌入到MFC单文档框架中,为用户提供了友好的图形用户界面。同时,将设备模型导入到三维场景中,结合OGRE的粒子系统脚本、碰撞检测以及本文提出的物料分割思想和基于物料粒子位置的碰撞检测方案,实现了物料在双辊机上压延塑化加工的三维仿真以及加工过程中相关特征量的数值计算。本三维仿真系统的运行效果表明,通过对物料加工进行三维仿真以及对加工过程中的特征量进行数值计算,可以较逼真的查看物料连续压延塑化的过程,给设备结构以及加工工艺的改进提供一定参考,也为进一步地研究压延塑化三维仿真打下了良好的基础。

关键词： OGRE引擎压延塑化三维仿真系统粒子系统碰撞检测

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