連鑄即連續(xù)鑄鋼,在鋼鐵制造領(lǐng)域,連鑄是一整套指將鋼液處理成鑄坯的生產(chǎn)過程,由于工廠的生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜,限制了冶金專業(yè)的學(xué)生以及工廠的新員工的臨場性的學(xué)習(xí)與實(shí)踐,因此學(xué)校以及企業(yè)不斷探索冶金連鑄過程的仿真與教學(xué)方法。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在連鑄培訓(xùn)中,通過構(gòu)建三維仿真系統(tǒng)可以給學(xué)員一種接近于連鑄現(xiàn)場的認(rèn)識和控制操作的訓(xùn)練,為連鑄仿真培訓(xùn)提供了新的思路。整體的主要研究如下:首先,為了增強(qiáng)視景仿真的沉浸感,研究了基于三維建模軟件（3ds Max）與虛擬現(xiàn)實(shí)引擎（Unity3D）對冶金連鑄車間的虛擬三維環(huán)境的搭建方法,并設(shè)計(jì)了虛擬人物模型結(jié)合虛擬相機(jī)管理工具（Cinemachine）進(jìn)行虛擬場景的漫游以及視角控制的方式;然后,對連鑄生產(chǎn)中定尺切割的生產(chǎn)過程進(jìn)行研究,為了實(shí)現(xiàn)鑄坯模型的三維虛擬切割,在分析基于面繪制的三維模型切割方法的基礎(chǔ)上,提出了一種子模型重建法用于定尺切割的生產(chǎn)過程的三維仿真,子模型重建法通過鑄坯模型離散化形成的子模型與切割火焰的碰撞點(diǎn)為基礎(chǔ)對鑄坯子模型網(wǎng)格進(jìn)行虛擬切割和網(wǎng)格重建。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能夠真實(shí)、有效地對鑄坯的三維模型的切割進(jìn)行仿真,同時(shí)配合外部控制系統(tǒng)能夠較為真實(shí)的再... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

連鑄生產(chǎn)工藝在連鑄生產(chǎn)開始前首先進(jìn)行準(zhǔn)備工作，主要包括：1）烘烤中間包，使用烘烤

連鑄

第3章連鑄車間虛擬環(huán)境搭建-17-使用3dsMax制作三維模型時(shí)，需要在保證模型真實(shí)度的情況下對模型進(jìn)行優(yōu)化，主要是對場景中的模型的大小和形狀進(jìn)行處理，其難點(diǎn)在于減少模型的點(diǎn)面結(jié)構(gòu)。在模型制作過程中，可以使用多種方法（例如剔除不可見的面、以拉伸替代堆砌、合理切分模型等）對點(diǎn)面進(jìn)行精簡。然后通過對三維模型表面的材質(zhì)處理增強(qiáng)模型的逼真度。材質(zhì)處理主要是展UV貼圖以及烘培。3dsMax中的模型UV貼圖的處理需要使用Photoshop進(jìn)行細(xì)節(jié)勾畫；烘焙是指植入燈光效果后對場景進(jìn)行渲染。烘焙渲染既增加虛擬場景真實(shí)感，又減少了后期場景中的實(shí)時(shí)光照，從而達(dá)到節(jié)約系統(tǒng)資源的效果，部分連鑄三維模型如圖6所示。a.鋼包及鋼包回轉(zhuǎn)臺b.中間包c(diǎn).中間包車d.結(jié)晶器及振動(dòng)裝置e.扇形段f.火焰切割機(jī)g.引錠回收裝置h.去毛刺i.噴號機(jī)圖6連鑄三維模型3.2虛擬現(xiàn)實(shí)引擎虛擬現(xiàn)實(shí)軟件系統(tǒng)是一種通過圖形圖像三維處理進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容的制作的工具，虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的核心部分稱為虛擬現(xiàn)實(shí)引擎[34]。常見的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件如美國worldviz公司的Vizard虛擬現(xiàn)實(shí)編程平臺軟件[35]，荷蘭的Quest3D三維項(xiàng)目制作軟件[36]，中國中視典數(shù)字科技獨(dú)立研發(fā)的VR-Platform(VRP)三維虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)軟件[37]；法國的Virtools三維互動(dòng)引擎[38]，EpicGames開發(fā)的UnrealEngine4引擎[39]以及丹麥UnityTechnologies開發(fā)的Unity3D游戲引擎[40]等。系統(tǒng)的開發(fā)使用了Unity3D游戲引擎，該引擎的特點(diǎn)是開發(fā)環(huán)境以交互的圖形化界面為主，并且具有跨平臺開發(fā)與發(fā)布的能力，開發(fā)環(huán)境支持Windows系統(tǒng)、Mac系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)并能將開發(fā)好的軟件根據(jù)戲可部署在個(gè)人電腦（PC）端，手

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]“鋼鐵大學(xué)”網(wǎng)絡(luò)平臺在冶金工程生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的應(yīng)用[J]. 張芳,楊吉春,羅果萍,王藝慈,彭軍,常宏濤.  中國冶金教育. 2013(04)
[2]VRP虛擬校園建設(shè)及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 馬賀清,陳建平,于淼,于萍萍.  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2012(05)
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博士論文
[1]棒線材流程連鑄—軋鋼區(qū)段運(yùn)行節(jié)奏優(yōu)化及仿真研究[D]. 石鑫越.鋼鐵研究總院 2018
[2]煉鋼—精煉—連鑄生產(chǎn)過程優(yōu)化調(diào)度方法研究[D]. 孫亮亮.東北大學(xué) 2014

碩士論文
[1]分布式虛擬維修系統(tǒng)的多場景協(xié)同機(jī)制研究[D]. 王浩.中國民航大學(xué) 2019
[2]基于Unity3D的機(jī)械產(chǎn)品虛擬仿真及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 馬帥.河北科技大學(xué) 2017
[3]多人在線虛擬現(xiàn)實(shí)社交系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 別偉成.北京理工大學(xué) 2016
[4]多人協(xié)作的小修作業(yè)虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)研究[D]. 岳巖巖.東北石油大學(xué) 2016



本文編號：3128758