虚拟仿真技术的应用
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虚拟仿真技术的应用范文第1篇
在科学技术迅速发展，科技成果广泛应用的今天，虚拟仿真技术因其投入成本小、易操作、适用范围大的优点正逐步取代传统的实验教学方式，成为实验教学中的主要教学工具。因此，本文将对虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用进行探究，希望对机械工程实验教学有所帮助。
关键词:
虚拟；仿真技术；机械工程；实验教学
不同于文史类专业的学习方式，理工类专业主要是进行实际动手操作的训练，因此实验教学必不可少。而将虚拟仿真技术应用于机械工程的实验教学中可以给学生提供机械工程实践要求的处理和生产基础，让学生有身临其境的感觉，可以更好的进行实验，观察实验结果，使学习过程更加严谨，促进学生进一步学习机械工程。
1机械工程实验教学现状
机械工程的教学方式主要是依靠实验来实现的，因此，实验教学已成为机械工程教学中必不可少的教学手段。但是，就我国目前的教学水平来看，机械工程的实验教学现状并不乐观［1］。中职的录取学生越来越多，学校的实验基地和实验设备不足以满足学生进行实验的需求，学生无法动手进行实验，不能有效的理解课堂的理论知识，影响学习效果。另一方面，多数的机械工程实验有一定的危险性，考虑到学生自身的安全问题，学校通常会采用参观和听讲座的方式对学生进行实验教学，这样学生只是能够看到实验的过程，而不能够实际动手操作，无法积累实验的经验，对实验的认识理解也不深入，因而无法有效的学习机械工程。
2虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用
科学技术的发展，在带动计算机网络技术进一步发展的同时，也促进虚拟仿真技术更加先进，同时教育工作者也在机械工程实验教学中广泛应用虚拟仿真技术［2］。
(1)带传动性能测试实验。由于带传动在机械传动过程中的广泛应用，使带传动成为机械工程实验中的基础实验课程。所谓的带传动性能测试是指学生通过对带传动过程中打滑现象和弹性滑动的观察，然后对其进行承载能力的分析，同时利用观察到的数据对带传动弹性滑动图以及传动效率图形进行描绘。而利用虚拟仿真技术进行带传动性能测试实验时，就不需要例如转矩力测杆、电动机、发电机、传感器以及光电测速装置的使用等。它是将计算机作为实验的硬件设施，利用LabVIEW软件设计带传动性能测试系统。带传动性能测试系统包括:测力传感器、加载装置、转速传感器、数据采集卡等，在传动实验过程中对各种运动和动力进行检测并分析［3］。运用该系统可以将带传动的传动效率曲线和弹性滑动曲线准确的绘制出来，进而计算出传动效率与弹性滑差率之间的关系。
(2)减速器装备实验。机械设备中常常使用减速器，因此机械设计中最基础的一项课程就是减速器实验。在之前的减速器实验中，教师一般会将真正的减速器带进课堂，然后将其进行拆装，使学生了解减速器的内部结构、工作原理及功能。但是这种实验方式会消耗大量的资金，而且实验具有很高的不稳定性，实验结果容易受到各种因素的影响。而使用虚拟仿真技术进行减速器装备的实验，可以用操作软件代替对实物的拆装，首先利用Inventor软件建立减速器的模型，然后在虚拟的环境下使用减速器传动原理进行装配。之后利用ADAMS软件对动力学进行仿真，再根据实际的运行情况，准确的约束、激励及载荷减速器，对其进行仿真和修形。最后利用ANSYS软件分析减速器的固有频率。
(3)数据加工仿真实验。现代制造业的核心技术之一就是数据加工技术。而数据加工技术的教学方式是通过使用数控机床实现的，但是购买数控机床需要大量的资金，所以一些学校没有足够多的用于教学的数控机床，学生只能在课堂上观看教师操作，无法亲自动手操作数控机床，这样无法使学生对数据加工技术有一个很好的理解，没有达到实验的目的。但是运用虚拟仿真技术中利用CAXA软件可以建立一个鼠标的数据加工实验，首先，对鼠标的实体模型进行建立，然后选用加工刀具、加工路线以及定义毛坯，最后是仿真加工的实施和工艺清单及代码的生成［4］。
3虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的使用要求
教师在利用模拟仿真技术进行机械工程实验教学时应注意以下几点问题:第一，重视学生之间存在的差异。教师在教学过程中要根据学生自身水平的不同，来制定教学目标。对于基础较差的学生，教师为其制定的教学目标相对低一点，之后对其进行单独辅导，及时了解他们的学习进度与情况，并及时修改教学目标，使之符合学生的自身水平。第二，要利用现有资源进行立体化教学。教师与教师之间要多交流和沟通，彼此间分享教材、课件以及考试习题等教学资源，使用适合教学方法，彼此间相互学习借鉴，提高自身的教学水平。同时，教师也应该在不断学习中提升自身的专业素养，学会利用现代的高科技成果进行教学，为学生创造更好的学习环境，从而提高教学质量与水平。第三，为学生构建虚拟仿真实验平台。教师应该利用虚拟仿真技术为学生建立起机械制造虚拟仿真教学平台、机械设计虚拟仿真实验教学平台、机械电子网络化远程实验教学平台以及课外实践与科技创新虚拟仿真平台，利用这四个优势互补、相互依存的实验教学平台充分利用虚拟仿真技术在教学中的应用。其中机械类专业的学生要求能够有很强的操作机械CAD技术的能力，但是培养该能力需要对学生进行机械设计、机械实训以及数控实训，然后再通过实习来实逐步实现的。因此，教师可以先提出一个问题后，针对这个问题把整体的方案设计出来，然后按照方案进行实施。同时在实践教学的过程中要充分利用三维大型CAD软件，三坐标测量仪等大型硬件设备，这样可以为学生提供一个更加完备的教学平台。第四，对学生进行机械设计的基础实验，让学生能够熟练的运用二维、三维软件，进而可以对典型零件的计算机绘图、零部件的设计有一个充分的了解，在虚拟的环境中对零部件的组成以及运动的情况有一个细致的观察，才能更好的进行机械设计。
4虚拟仿真技术对机械工程实验教学的意义
虚拟仿真技术的使用对机械工程实验教学意义重大。在机械工程实验教学中所需要的实验设备价格昂贵、占地面积大、对于设备的保养和维护都有很高的要求，因此需要对其进行巨额的资金投入，加大了中职学校的经济负担。而使用虚拟仿真技术进行机械工程实验教学，可以减少对设备资金的投入，避免了设备的损坏维修的情况出现，而且也可以使每一个学生都可以实现亲自动手操作实验，真正将实验的主动权还给学生，提升学生学习兴趣的同时又可以降低教学成本，达到教学目的。同时，利用虚拟仿真技术可以有效的将教材中的理论知识同实际操作联系起来，让理论知识不再拘泥于书本，实现理论服务于实践，强化学生动手能力的同时也让他们对理论知识有了更深的理解与印象。
5结论
将虚拟仿真技术应用于机械工程实验教学中，可以增加学生对于实验的参与程度，解决了实验教学中设备老化和不足的问题，使实验教学的方式更加符合现代社会的发展要求，使学生有了更好的实验设备，从而提高学生的学习质量与水平［5］。
参考文献
［1］程思宁，耿强，姜文波，占永宁．虚拟仿真技术在电类实验教学中的应用与实践［J］．实验技术与管理，2013(07):94－97．
［2］邸馗，于天彪，陈培媛，等．虚拟现实技术在机械工程实验教学中的应用［J］．实验技术与管理，2014(10):10－12．
［3］林少芳．关于虚拟仿真技术在机械工程实验教学中应用价值分析［J］．湖南工业职业技术学院学报，2014(05):65－66，70．
［4］时培成，陈玉，肖平．虚拟仿真技术在车辆工程实验教学中的应用［J］．科技信息，2009(13):419，451．
［5］蒙艳玫，唐治宏，董振，等．机械工程虚拟仿真实验教学体系的研究与实践［J］．实验技术与管理，2016(05):109－112．
虚拟仿真技术的应用范文第2篇
数控加工虚拟仿真是通过计算机虚拟仿真模型将数控机床的各组成结构、运行方式、逻辑关系等用三维动画的方式展现出来。数控加工虚拟仿真软件能够对工件加工的全过程进行模拟，并可以从多角度观看加工时刀具的切削路径和工件加工效果。对初学数控机床的学生来说，使用数控加工虚拟仿真软件学习数控加工的操作步骤可以将机床的运作和工件的加工过程立体地呈现出来。数控加工虚拟仿真可以对预加工工件进行多次反复模拟加工，并通过多次的模拟加工不断改进工件的加工方法、提高工件的加工效果，为真实环境下加工工艺分析及程序编写提供参照，保证了工艺分析的可行性、程序运行可靠性，避免因工艺不合理或程序出错造成的刀具碰撞或引起其他突发状况。
2数控加工虚拟仿真在实训中的应用
基于虚拟仿真技术的数控加工实训教学方法改变了以往仅在数控机床前对学生进行教学的单一形式，通过加入虚拟仿真技术可以让学生通过仿真软件和三维模型深化对数控机床的学习，并让学生从多角度、全方位对数控机床的构造及各组成结构进行认识和学习。此外，在工件加工前学生可以对数控机床的整个操作和加工过程进行仿真和模拟。在学生对数控机床知识有一定了解后，向学生演示对刀及简单的操作加工。学生对数控机床及数控加工过程有一定认识之后，学生就可通过数控虚拟仿真软件学习和练习数控机床的开关机、换刀、对刀、工件旋转、简单的工件加工等操作过程，同时可以学习操作面板上各个功能键和输入键的用法和作用，在学习过程中。如若学生操作错误或是虚拟机床停止运行，学生可以随时返回操作或是重启软件，减少了实际中因误操作引起的设备损坏和人员伤亡。在学生熟练数控加工的操作流程后，让学生学习数控机床的加工原理及数控编程方法。数控编程的学习之所以放在学生熟悉数控机床之后，是因为这样学生更容易学习数控编程的逻辑思维、程序代码意义及各段编程的作用。在学习编程的过程中将工件加工的工艺分析和路径分析贯穿其中，让学生通过实例形象地学习数控编程。为了检验编程是否正确、合理，学生可以将所编程序输入数控虚拟仿真软件，通过仿真软件对工件加工时的走刀路径和加工后的效果进行模拟分析，从而检验编写的程序是否准确、合理。最后，在学生对数控机床的操作过程、程序的编写方法、工件加工的工艺分析等知识充分学习后，指导学生独立上机操作，将前期所学的知识点在真实数控机床环境下进行演练。通过这种数控机床与数控虚拟仿真软件的交互学习，增强学生对数控加工流程的认识，调动学生学习数控加工的积极性，让学生有充足的时间和机会，通过多种途径深入学习数控加工技术。
3数控加工虚拟仿真在实训中应用的优势
3.1增强了学生数控加工实训效果，提高了学生动手操作能力数控加工虚拟仿真运用到实训教学中可以实现对数控机床的各个部件及辅助工具进行立体演示，摆脱了传统教学中通过平面图或是观察数控设备外观进行想象。同时，数控加工虚拟仿真软件可以模拟出现实环境中数控操作和工件加工过程，能够对输入的数控程序进行识别和检验，其操作面板、运行系统等都可以按实际需求进行修改，学生像在真实环境下进行各项功能操作，给初学者提供大量的练习操作时间，为后续的上机实训奠定了扎实的基础，有效提高学生的数控加工操作能力。3.2提高了数控机床的有效利用率，降低了实训耗材的浪费各高校在开设数控加工课程时，由于数控设备数量及数控教学老师人员数量有限，数控加工教学模式一般是数十位学生集中在一台数控设备周围学习。由于开设数控加工的课时是固定的，所以在学习数控操作过程中，每个学生的实际上机操作时间较少、操作能力难以得到快速提高。将数控加工虚拟仿真运用到实训教学中可以让学生在数控加工虚拟仿真实验室内学习基本的数控机床操作知识，反复锻炼学生的数控操作能力，在学生具备数控操作能力后再分批次、分阶段进行真实环境下的上机操作，最大程度实现数控机床的利用效率，同时减少学生在初学过程中对加工耗材不合理使用，降低了实训过程中耗材浪费。3.3增强了学生实训安全性、降低了数控机床故障发生率数控加工虚拟仿真运用到实训教学中，合理地将学生的初学操作过程放到虚拟环境下，减少学生在实际初学过程中因误操作造成的人员伤害及机床损坏，在提高学生学习效率的同时增强了学生实训的安全性。同时，由于数控程序调试过程是在虚拟环境下先行完成，所以在后期上机过程中缩短了程序调试时间，降低了数控设备的消耗，在加工一些复杂零件时，有效降低了程序出错的可能性，减少刀具损害及工件破坏的几率，从而降低数控机床发生故障的概率。3.4拓宽了学生专业知识面、提高了学生创新能力虚拟制造和智能加工已经成为制造业发展的目标和方向，虚拟仿真技术在数控加工实训教学中的应用可以让学生认识到智能加工在行业应用中的前景，促进学生对未来就业方向的正确把握。同时，数控虚拟仿真软件给学生提供了一个生动、逼真的数控操作学习环境，让学生成为虚拟环境的参与者，变被动的传授为主动的交互学习，无形中培养了学生在智能加工行业的创新意识，提高了学生的创新能力。
4结语
将数控加工虚拟仿真运用到实训中是对实训教学方法的探索与改进，它通过合理地安排数控加工教学内容和授课方式来提高学生对数控加工的学习效果，为学生提供了足够的学习时间和操作空间，从而有效提升了学生的创新思维和创新意识，为学生的动手能力和创新能力培养营造了良好的学习氛围。这种探索与改进对数控加工实训教学效果和质量提升有很大的促进作用，对“新工科”背景下培养高技术综合性人才具有重要意义。
【参考文献】
[1]王吉林.数控机床虚拟仿真软件的设计与实现[J].煤炭技术,2010,29(05):28-30.
[2]陈为国.虚拟仿真技术在数控加工编程教学中应用研究[J].制造业自动化,2009,31(06):106-109.
[3]刘振东,李晓东,马建民,曲本全.虚拟仿真技术在工程训练中的应用[J].实验室研究与探索,2017,36(03):160-163.
[4]江灏源.浅谈虚拟仿真技术在数控加工教学中的应用[J].山东工业技术,2016,(19):267.
虚拟仿真技术的应用范文第3篇
关键词：虚拟仿真；Matlab；电力电子技术；实验实训
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）02-0134-02
作者简介：王波（1982-），男，浙江义乌人，博士研究生，副教授，研究方向：电工、电子和自动化
一、引言
电力电子技术是目前最活跃、发展最快的一门新兴学科，且广泛应用于工业、交通、IT、通信、国防以及民用电器、新能源发电等领域，它的应用领域几乎涉及国民经济的各个工业部门。
二、电力电子技术课程教学现状
当前高职院校基本都采取理论教学加实践操作的模式进行电力电子技术课程的教学。首先，讲解电力电子器件的工作原理、特性以及使用方法；然后对各种变流电路（包括整流、逆变、斩波和交流变换等）的电路构成、工作原理和波形等进行分析；最后在实验实训台上进行实操、搭建电路、观察波形等进行验证。电力电子技术课程本身属于电类各专业课程中较难的课程之一，教学对象又为高职学生，他们理论基础差，计算能力弱，因此教学重心一定偏向实操。然后，在对电力电子电路进行实验实训分析的过程中，由于电力电子器件具有非线性等特点以及电力电子电路的复杂性，造成实验实训结果不明显，单从示波器显示波形不能很好地检测电路的正确性。而且电力电子技术的实验实训都涉及到220V或者380V的高电压，具有一定的危险性。往往造成学生实验实训项目做得迷迷糊糊，不知道结果是否正确，即使知道错误了也很难进行排故，导致学生学习兴趣减低，形成恶性循环。
三、虚拟仿真技术在电力电子技术教学中的应用
虚拟仿真技术是近年来随着计算机技术迅猛发展而逐步形成的一类实验研究的新技术，它在各类专业各种类型的课程当中被广泛应用。虚拟仿真技术的优点主要有：（1）实验硬件门槛低，基本不需要专业的实验设备，只需要普通计算机即可；（2）实验过程安全可靠，不涉及高电压、高电流；（3）实验过程迅速、结果清晰明显，能快速地在计算机屏幕上显示所需要的所有结果，一目了然；（4）纠错排故简单，基本的仿真实验修改只需要在仿真环境下进行器件或者连接的修改。鉴于以上优点，虚拟仿真技术在电力电子技术课程实验当中进行应用十分合适，并能有效地提高电力电子技术课程的教学效果。目前，可对电力电子电路及系统进行虚拟仿真的软件较多，如Matlab、Pspise、Saber以及Multisim等。这些模拟仿真软件的出现，为电力电子电路及系统的分析提供了方便、有效的手段，大大简化了电力电子电路及系统的设计和分析过程。其中Matlab软件由于其Simulink环境下提供的SimPow-erSystems工具箱在电力系统分析、电力电子电路分析中令人满意的表现、友好的界面和模块化的形式受到广大用户的青睐。根据电力电子技术课程教学的要求，结合课程实验操作内容，我们设计、建立并实现了涵盖高职教学要求的十五个电力电子技术Matlab仿真项目。下面以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行模拟仿真的方法和步骤。
四、仿真实例
本节以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。直流升压斩波电路是典型的直流斩波电路之一，它通过电容、电感元件的储能以及电力电子器件（此处使用IGBT）的通断控制，使负载上得到比电源电压高的电压。根据电路原理图，在Matlab的Simulink中建立直流升压斩波电路仿真模型，步骤如下：
1.仿真平台建立。启动MATLAB，进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项，进入所需的仿真环境，点击File/New/Model新建一个仿真平台。
2.模块提取。在Simulink环境中拉取所需要的模块到仿真平台中，具体做法是点击左边的器件分类，电力电子仿真实验一般只用到Simulink和SimPowerSys-tems两个，分别在它们的下拉选项中找到我们所需的模块，用鼠标左键点击所需的模块不放，然后直接拉到仿真平台中。
3.仿真模型建立。将提取的各模块，按照原理图布局好位置并进行连线。具体做法是移动鼠标到一个模块的连接点上，会出现一个“+”字型光标，按住鼠标左键不放，一直拉到所要连接的另一个模块的连接点上，放开左键，连线就完成了。
4.参数设置。参数设置分为模块参数设置和仿真参数设置。模块参数设置如下：直流电压源的幅值设置为100V。电阻负载设置为1Ω。控制脉冲电压由脉冲发生器产生，电压幅值设置为3V，周期设置为0.001S，脉冲宽度比的大小设置可改变输出负载电压的大小。IGBT、功率二极管、信号分解器、电感和电容可保持默认设置。示波器根据需要输出的波形个数设置输入端口数。仿真参数设置如下：将开始时间设置为0，终止时间设置为0.01，算法设置为ode23tb。
5.仿真。完成以上步骤后便可以开始仿真，仿真结束后双击示波器观察波形。直流升压斩波电路在控制脉冲电压宽度比为80%和40%时的仿真波形如图3所示，与理论分析值一致。五、小结虚拟仿真技术随着计算机技术的发展在近些年得到了长足的发展，越来越多的课程在教学中引入了虚拟仿真技术，它对课程教学效果的提供具有较大的作用。文章在分析教学现状的基础上，引入了使用Matlab软件的虚拟仿真技术，并以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。
参考文献：
[1]王波.虚实结合、理实一体的电力电子技术课程改革的探索与实践[J].时代教育，2015，（7）.
[2]牛天林，樊波，张强，等.Matlab/Simulink仿真在电力电子技术教学中应用[J].实验室研究与探索，2015，34（2）.
虚拟仿真技术的应用范文第4篇
关键词：虚拟仿真技术；服装工艺；教学与学习；应用与实践
尖端计算机技术的高度发展为虚拟仿真技术的发展提供了重要的科学基础和形成依据。这使得服装工艺教学产生了新的思路和成果。虚拟仿真技术作为一种媒体交互技术，通过发挥它自身独有的特点（如交互性强、模拟真实、选择多样、使用灵活等），让服装工艺教学能够在虚拟环境中将服装设计中各个环节的实践环境和实践过程以直观的方式传达给学生。由此，学生能够清晰而深刻地发现实物处理中会出现的种种问题和需要注意的各种细节。让学生达到对专业技能应用性更深刻的理解，便于学生充分掌握教学知识，对所使用的专业技术理解更加完善，以此来高效而深层次地达到服装工艺教学的目的。本文将从虚拟仿真技术在服装工艺教学中的特征和其在服装工艺教学中的应用这两个方面来展开探索和讨论。
1虚拟仿真技术在服装教学中的应用特点
虚拟仿真技术在应用于服装教学过程中，通过配置虚拟的实践环境，调配虚拟的实践器材，有着降低教学资金投入、简化教师描述现象、便于学生直观理解生产流程及掌握专业知识等特点。具体应由如下三个方面来进行考虑和讨论：第一，服装工艺教学最终要为服装市场服务，因此不能单独思考，要同时结合与服装生产企业，以此来确保服装工艺教学时，为达到其教学目的所需要的实用性和实践性。第二，服装工艺的教学不仅要让学生在实践过程中明确和掌握对服装生产过程中出现的问题及其解决方法，更要培养学生的创新意识，所以需要做到将服装工艺教学与服装企业产品的模拟生产有机结合。第三，通过仿真虚拟技术来建立完善且合理的教学体系，让服装工艺教学的过程被扩充和丰富，同时注重学生的思维和独立性，达到因材施教。接下来笔者将具体描述虚拟仿真技术在服装教学中的三个应用特点。
（1）仿真的教学情景。应用虚拟仿真技术，对服装企业的生产场景进行一个虚拟化的演示，并同时建立出仿真的服装生产场景，是学生能够亲眼体验到实践情景的保证。在这种虚拟的实践场景中，学生能感受真实生产中的氛围和环境，并考虑操作步骤和会产生的问题。这种模拟能够激发学生的动手动脑能力，这便是虚拟仿真技术的第一个特点――教学情景仿真性。
（2）形象的教学方式。虚拟仿真技术的第二个特色是具有教学方式形象性。在应用虚拟仿真技术时，会有一个直观而立体的影像展示在学生面前，这个虚拟的影像包含了服装企业的生产技术与生产流程。这种通过眼镜直接接受的信息，比起传统的书面或课件传授，会让服装工艺的教学更利于学生接受，加强学生对服装工艺专业知识技能的理解与掌握。
（3）实用的教学内容。服装工艺学科作为一门技术性和实践性都非常强的学科，对学生应用现代技术的能力要求很高。通过虚拟仿真技术构建的仿真实践平台，能够让学生在虚拟实践中对其过程和处理有实感的体验。这无疑在很大程度上降低了学生和教学者展示实践，进行实践和理解实践的硬件难度。因此，虚拟仿真技术在服装工艺教学中第三个特点便是教学内容使用性。这种特性充分地体现了虚拟仿真技术在服装工艺教学中的重要意义，它不仅提高了服装工艺教学的教学质量与效率，更为社会培养了许多现代化的、高质量的生产技术型人才。
2服装工艺教学中虚拟仿真技术的应用
为了将虚拟仿真技术在服装工艺教学中的上述三个特点发挥出来，需要创设合理的虚拟仿真平台来与之配合。其中，又需要划分成仿真软件平台和仿真硬件平台这两个子平台。
（1）虚拟仿真技术在服装工艺教学软件平台上的应用。仿真软件平台的创建有助于实现服装工艺虚拟仿真教学。它在虚拟仿真教学的直观表现、网络传输、信息交互和数字化表现等方面都起着主导地位。仿真软件平台在协作性上的教学形式和教学情景的虚拟表达以及教学内容的仿真传递都至关重要，没有仿真软件平台的搭建很难讲虚拟仿真技术应用于服装工艺的教学中。而将服装企业现代化生产技术作为主要内容，通过建立仿真模型，并创造一个虚拟的仿真环境来表现给服装工艺教学就是仿真软件平台的本质。它在外部配合仿真操作界面搭建了一个虚拟的仿真实践环境，而在内部则是对生产技术实践模式进行了一段仿真演示。要构建仿真软件平台，首先要对服装工艺虚拟仿真教学系统软件有一个明确的理解，在此之上进行设计与开发。当服装工艺虚拟仿真教学系统软件完成后，还需要根据课程和教学目的来进行一个服装工艺虚拟仿真课件的设计与制作。服装工艺虚拟仿真课件的制作需要将学生的专业实践作为参考依据，最终通过虚拟仿真技术，实现一个虚拟的服装企业生产流程，让学生能够获取一个逼真的生产场景，并且实现生产操作的仿真。使学生能够在服装工艺教学中处于一个虚拟的教学场所中，身历其境地以一位企业服装工作者的身份感受虚拟仿真操作。在虚拟化的工作中完成服装企业的现代化生产，这时学生可以更加清晰地了解实际生产过程，充分掌握生产知识。
（2）虚拟仿真技术在服装工艺教学硬件平台上的应用。当学生对专业技能进行学习研究和实践时，则需要搭建仿真硬件平台来为学生构筑一个工作场所，并且配备相应的工具。换言之，仿真硬件平台是虚拟仿真技术在服装工艺教学中硬件设施的基础。而服装工艺教学应用到虚拟仿真技术时，仿真硬件平台所提供的场所和工具的完善程度，将承载着服装工艺教学的质量与效率。仿真硬件平台的特点有如下两个：第一，对企业的生产环境进行仿真。第二，对企业的实际生产过程进行虚拟表现。构建一个完善的服装工艺虚拟仿真硬件平台，其实践的设置和实训室的布置为重点关注的对象。服装企业现代化生产过程需要的特点，应在设施实践中充分体现出来。无论是器械还是设备的配比，都可根据服装企业生产车间的标准来进行相应的配比和模拟。当然，如果条件允许，在仿真硬件平台中配置一些并没有被现代服装企业所广泛使用的高端先进生产设备也是可以的，这些基础设施能够帮助培养学生在服装工艺上的创新意识。仿真硬件平台的配置应当尽可能与现代服装企业相似，为学生创造仿真度高的生产格局，达到一个虚拟实践需求的实践氛围和环境，并通过这种方式来匹配学生在实际的服装工艺实践时基本的硬件需求。
虚拟仿真技术的应用范文第5篇
1.1 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的研究现状
虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术、思想上有了质的飞跃[1]。
虚拟现实仿真技术目前在国内外发展较快，广泛应用于高校实践教学、企业生产加工、医学研究、军事等领域，美国的虚拟现实仿真技术代表着行业领先水平[2]。
我国许多高校和研究机构也已经利用虚拟现实仿真技术，开展教学和实验实训方面研究与开发，广泛应用于高校的实践教学，将会对其教学模式改革起到极大推动作用[3]。国内的一些高职院校，将仿真技术软件广泛应用于三维造型设计、数控模拟加工等实践教学环节，收到了较好的教学效果。
1.2 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中应用研究的意义
利用虚拟现实仿真技术构建一个虚拟的实训场所和学习场景，可减少高职院校因实训设备不足而产生的影响因素。通过进一步整合教学资源，提高实训设备的利用率，提高学生学知识、练技能的浓厚兴趣，提高实践教学效果和学生的实践应用能力，具有深远的意义。
2 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的研究内容
2.1 虚拟现实仿真技术进行虚拟设计实践教学的应用研究
传统设计是设计者根据产品用户的需要，将所设计产品的结构通过图纸表现出来，经过计算或者经验认证后，再投入生产试制中进一步检验其结构设计的正确性与合理性。而虚拟现实仿真技术在实践教学应用研究中主要体现在以下几个方面：
2.1.1 利用虚拟现实仿真技术开展UGCAD模块实践教学的应用研究
对于工业用户，EON Professional带有高端的CAD和3D数据格式转换模块，它通过优化，快捷地把各种CAD和3D数据转换成EON格式。其基本模块支持30多种格式，如AutoCAD，CADKEY，KGES，Maya，3ds max，LightWave，SOFTIMAGE 3D和SolidWorks等。此外，它还支持关键帧（key-frame）、自动常规校正、顶点缝合、几何/平面削减、保持UV贴图和纹理的情况下任意调节的组合贴图。
我院机械类专业实施实体建模、特征建模和自由形状建模三个模块的实践教学，使学生能够方便地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体、进行布尔运算及建立表达式。掌握圆柱、圆锥、球、圆台、凸垫及孔、键槽、腔体、倒圆角、倒角等命令的操作。能采用逆向工程，通过曲线/点网格定义曲面，通过点拟合建立模型。还可以通过修改曲线参数，引入数学方程控制、编辑模型。
2.1.2 利用虚拟现实仿真技术开展MoldWizard模块实践教学的应用研究
实施MoldWizard注塑模具设计模块的实践教学研究，要求学生能进行中等复杂程度的注塑模具和冷冲模设计。掌握UG MoldWizard（注塑模具设计向导）的操作界面，熟练掌握数字化装配，中等复杂产品的分模、添加模架、镶块、滑块、电极、浇注系统、冷却系统以及选用各种标准件等有关内容。
2.1.3 利用虚拟现实仿真技术开展产品分析模块实践教学的应用研究
以UG软件为平台，开展UG产品分析模块的实践教学研究，分析与探索产品模型受力、受热后的变形。以模具企业设计岗位的岗位知识、能力、情感要求为课程目标，以模具产品为项目载体，以Moldflow模流分析软件为工具，按工作过程来设计教学活动、组织教学。使学生掌握基本CAE分析方法的基本过程，为将来工作中实际应用提供必要的理论基础。
通过模拟塑料的成型过程，可以找出产生这些缺陷的原因，再采取相应的措施来避免。塑料在模具中的成型性能也因模具的浇注系统的设计、塑料的性能、成型的压力和温度不同而不同。通过使用CAE软件分析，有助于让学生懂得如何优化其模具设计，使生产出来的塑件避免出现各种质量缺陷，优化产品设计及选取合适的注塑工艺等。
通过模流分析软件的模拟，可以很容易看到是否出现困气问题，然后根据以上改善方法，拟定初步改善方案，用模流分析进行模拟验证，得出模流分析结果，对其进行分析比较，这样就能充分利用模流分析的虚拟模拟仿真，大大节省了试模成本，这就是模流分析之所以能够得到越来越多人认可的原因。
2.2 虚拟现实仿真技术进行虚拟制造实践教学的应用研究
利用虚拟现实仿真技术，了解UG CAM的加工类型和特点；掌握UG软件在铣削加工方面应用知识；熟练掌握UG自动编程的常用命令和基本操作；掌握零件自动编程的一般步骤，并能根据零件特点选择合适的加工方法。
在CAM自动编程和数控加工中，运用UG软件的仿真功能对后处理程序进行模拟，用UG数控仿真软件对加工过程进行仿真，检查优化其加工工艺的合理性，有效地提高机床的加工效率和模具加工质量。
2.3 虚拟现实仿真技术进行虚拟装配实践教学的应用研究
在虚拟仿真实训室开展模具虚拟拆装和装配的实践教学研究，包括进行产品装配建模、装配路径与顺序的设计、零件装配过程运动分析等内容。
通过虚拟实训室，开展模具结构的拆装实验，模具成型过程的运动仿真，模具知识的索引等实践教学环节的教学研究。对UG软件进行二次开发，开发出模具结构认知与虚拟拆装软件系统，完成典型模具的虚拟装配等实践环节的教学。
3 虚拟现实仿真技术在实践教学中拟解决的关键问题
3.1 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的应用与研究，有效地避免了高校实验实训设备不足的影响因素。学生通过虚拟实验项目的学习与训练，减少其真机操作时出现许多失误问题。
3.2 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的应用与研究，教师利用虚拟现实仿真技术教学时，与实训室技师经常切磋技艺、探讨操作问题，提高了教师的实践教学水平。
3.3 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的应用与研究，改变了学生被动学习的方式，提高了学生学习兴趣、综合实践能力和高职实践课堂教学效果。
