一种材料成形虚拟仿真平台构建方法技术

本发明专利技术提供一种材料成形虚拟仿真平台构建方法，能够提高虚拟仿真平台的真实性。所述方法包括：构建材料成形设备静态三维模型和动态三维模型；对所述静态三维模型进行有限元数值模拟，得到有限元数值模拟可视化结果；将所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果导入跨平台应用程序开发引擎；在所述跨平台应用程序开发引擎中，基于导入的所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果，设置控制人物视角移动的代码；在所述跨平台应用程序开发引擎中，设置控制按键控制所述动态三维模型及有限元数值模拟可视化结果的播放，完成材料成形虚拟仿真平台的构建。本发明专利技术涉及材料成形技术和计算机可视化技术领域。

Construction method of virtual simulation platform for material forming

The invention provides a method for constructing a material forming virtual simulation platform, which can improve the authenticity of the virtual simulation platform. The method includes: constructing the static three-dimensional model and the dynamic three-dimensional model of the material forming equipment; simulating the static three-dimensional model by finite element method and getting the visualization result of finite element numerical simulation; importing the visualization result of the dynamic three-dimensional model and the finite element numerical simulation into the cross-platform application development engine; In the cross-platform application development engine, based on the imported dynamic 3D model and the visualization results of finite element numerical simulation, the code controlling the movement of the person's perspective is set; in the cross-platform application development engine, the control button is set to control the dynamic 3D model and the finite element numerical simulation is visualized. The virtual simulation platform of material forming is completed. The invention relates to the field of material forming technology and computer visualization technology.

【技术实现步骤摘要】
一种材料成形虚拟仿真平台构建方法
本专利技术涉及材料成形技术和计算机可视化
，特别是指一种材料成形虚拟仿真平台构建方法。
技术介绍
虚拟仿真技术是20世纪90年代发展起来的一种新型技术，通过计算机模拟现实情境，利用占地空间小的计算机或虚拟仿真设备就能使用户在感官上产生置身于现实情景的效果，具有沉浸感、交互性和构想性的基本特征。通过虚拟仿真技术构建的虚拟仿真平台，综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术等，模拟用户的视觉、听觉、触觉等感官功能，使用户能够通过语言、手势、触控等方式进行实时人机交互，在城市规划、室内设计、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、教育培训等众多领域得到了广泛应用。使用实体设备进行材料成形实验，具有人力物力消耗大、实验时间冗长、占地空间大、设备要求较高、实验环境不易控制、高危设备运作过程难以近距离观察以及投入大等缺点。用虚拟仿真平台替代实体设备和生产场景，利用虚拟仿真平台沉浸感和交互性的特点，以计算机或虚拟仿真设备为工具，克服了采用实体设备进行材料成形时受时间、场地和设备等限制的不足，用户能通过人机交互界面对虚拟设备进行操作，并可以在绝对安全的前提下近距离观察分析材料成形工艺流程中所有虚拟设备的运作情况。虚拟仿真平台既能使工业演示和教学演示更加安全、直观，又能为成形设备结构设计和成形工艺参数设计等提供更多信息及数据，具有广阔的应用前景。但是，现有技术中的虚拟仿真平台中没有集成材料成形过程的数值模拟所需的算法与求解器，无法得到精确的数值模拟结果，因此，无法基于精确的数值模拟结果实现更接近实际情况的材料成形虚拟仿真。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种材料成形虚拟仿真平台构建方法，以解决现有技术所存在的无法基于精确的数值模拟结果实现更接近实际情况的材料成形虚拟仿真的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种材料成形虚拟仿真平台构建方法，包括：构建材料成形设备静态三维模型和动态三维模型；对所述静态三维模型进行有限元数值模拟，得到有限元数值模拟可视化结果；将所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果导入跨平台应用程序开发引擎；在所述跨平台应用程序开发引擎中，基于导入的所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果，设置控制人物视角移动的代码；在所述跨平台应用程序开发引擎中，设置控制按键控制所述动态三维模型及有限元数值模拟可视化结果的播放，完成材料成形虚拟仿真平台的构建。进一步地，所述构建材料成形设备静态三维模型包括：获取材料成形设备的尺寸；根据获取的材料成形设备的尺寸，构建材料成形设备静态三维模型。进一步地，所述构建材料成形设备动态三维模型包括：获取材料成形设备的真实运动情况；根据获取的材料成形设备的真实运动情况，基于构建的静态三维模型，构建材料成形设备动态三维模型。进一步地，所述构建材料成形设备动态三维模型还包括：对所述动态三维模型进行贴图渲染，并设置所述动态三维模型的金属纹理及材质。进一步地，所述构建材料成形设备动态三维模型还包括：设置所述动态三维模型的模型间碰撞体和模型重力效果。进一步地，所述将所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果导入跨平台应用程序开发引擎包括：将所述动态三维模型导入跨平台应用程序开发引擎中，基于导入的所述动态三维模型，绘制天空盒及地面；将所述有限元数值模拟可视化结果导入所述跨平台应用程序开发引擎中，并在所述有限元数值模拟可视化结果中添加人机交互界面。进一步地，所述在所述跨平台应用程序开发引擎中，基于导入的所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果，设置控制人物视角移动的代码包括：在所述跨平台应用程序开发引擎中设置摄像机高度；基于设置的摄像机高度，确定人物视角，并基于导入的所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果，设置控制人物视角移动的代码。进一步地，设置1～4个摄像机高度。进一步地，在所述跨平台应用程序开发引擎中，设置控制按键控制所述动态三维模型及有限元数值模拟可视化结果的播放，完成材料成形虚拟仿真平台的构建之后，所述方法还包括：在所述跨平台应用程序开发引擎中选择构建完成的材料成形虚拟仿真平台；将所述材料成形虚拟仿真平台在所述跨平台应用程序开发引擎中以个人计算机模式导出，获得基于有限元数值模拟的材料成形虚拟仿真平台。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，构建材料成形设备静态三维模型和动态三维模型；对所述静态三维模型进行有限元数值模拟，得到有限元数值模拟可视化结果；将所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果导入跨平台应用程序开发引擎；在所述跨平台应用程序开发引擎中，基于导入的所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果，设置控制人物视角移动的代码，完成对人物视角移动的控制；在所述跨平台应用程序开发引擎中，设置控制按键控制所述动态三维模型及有限元数值模拟可视化结果的播放，完成材料成形虚拟仿真平台的构建。这样，将有限元数值模拟与虚拟仿真相结合，在对材料成形过程进行有限元数值模拟并将其结果预先进行可视化处理的基础上，将更接近实际情况的有限元数值模拟结果集成到虚拟仿真平台，以便减少虚拟仿真时材料成形数值模拟的运算耗时，实现快速人机交互，在不破坏用户的沉浸感与人机交互体验的前提下，能够提高虚拟仿真平台的真实性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的材料成形虚拟仿真平台构建方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术针对现有的无法基于精确的数值模拟结果实现更接近实际情况的材料成形虚拟仿真的问题，提供一种材料成形虚拟仿真平台构建方法。实施例一如图1所示，本专利技术实施例提供的材料成形虚拟仿真平台构建方法，包括：S101，构建材料成形设备静态三维模型和动态三维模型；S102，对所述静态三维模型进行有限元数值模拟，得到有限元数值模拟可视化结果；S103，将所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果导入跨平台应用程序开发引擎；S104，在所述跨平台应用程序开发引擎中，基于导入的所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果，设置控制人物视角移动的代码；S105，在所述跨平台应用程序开发引擎中，设置控制按键控制所述动态三维模型及有限元数值模拟可视化结果的播放，完成材料成形虚拟仿真平台的构建。本专利技术实施例所述的材料成形虚拟仿真平台构建方法，构建材料成形设备静态三维模型和动态三维模型；对所述静态三维模型进行有限元数值模拟，得到有限元数值模拟可视化结果；将所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果导入跨平台应用程序开发引擎；在所述跨平台应用程序开发引擎中，基于导入的所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果，设置控制人物视角移动的代码，完成对人物视角移动的控制；在所述跨平台应用程序开发引擎中，设置控制按键控制所述动态三维模型及有限元数值模拟可视化结果的播放，完成材料成形虚拟仿真平台的构建。这样，将有限元数值模拟与虚拟仿真相结合，在对材料成形过程进行有限元数值模拟并将其结果预先进行可视化处理的基础上，将更接近实际情况的有限元数值模拟结果集成到虚拟仿真平台，以便减少虚拟仿真时材料成形数值模拟的运算耗时，实现快速人机交互，在不破坏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种材料成形虚拟仿真平台构建方法，其特征在于，包括：构建材料成形设备静态三维模型和动态三维模型；对所述静态三维模型进行有限元数值模拟，得到有限元数值模拟可视化结果；将所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果导入跨平台应用程序开发引擎；在所述跨平台应用程序开发引擎中，基于导入的所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果，设置控制人物视角移动的代码；在所述跨平台应用程序开发引擎中，设置控制按键控制所述动态三维模型及有限元数值模拟可视化结果的播放，完成材料成形虚拟仿真平台的构建。

【技术特征摘要】
1.一种材料成形虚拟仿真平台构建方法，其特征在于，包括：构建材料成形设备静态三维模型和动态三维模型；对所述静态三维模型进行有限元数值模拟，得到有限元数值模拟可视化结果；将所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果导入跨平台应用程序开发引擎；在所述跨平台应用程序开发引擎中，基于导入的所述动态三维模型和有限元数值模拟可视化结果，设置控制人物视角移动的代码；在所述跨平台应用程序开发引擎中，设置控制按键控制所述动态三维模型及有限元数值模拟可视化结果的播放，完成材料成形虚拟仿真平台的构建。2.根据权利要求1所述的材料成形虚拟仿真平台构建方法，其特征在于，所述构建材料成形设备静态三维模型包括：获取材料成形设备的尺寸；根据获取的材料成形设备的尺寸，构建材料成形设备静态三维模型。3.根据权利要求1所述的材料成形虚拟仿真平台构建方法，其特征在于，所述构建材料成形设备动态三维模型包括：获取材料成形设备的真实运动情况；根据获取的材料成形设备的真实运动情况，基于构建的静态三维模型，构建材料成形设备动态三维模型。4.根据权利要求3所述的材料成形虚拟仿真平台构建方法，其特征在于，所述构建材料成形设备动态三维模型还包括：对所述动态三维模型进行贴图渲染，并设置所述动态三维模型的金属纹理及材质。5.根据权利要求3所述的材料成形虚拟仿真平台构建方法，其特征在于，所述构建材料成形设备动态三维模型还包括：设置所述动态三维模型的模型间碰撞体和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪峰，陈王璋，吴伟，吴腾健，潘跃，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11