基于虚拟现实技术的爆破工程学习系统研究

发布时间：2017-04-05 18:07

  本文关键词：基于虚拟现实技术的爆破工程学习系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，控制爆破拆除技术在我国城市高耸建筑物拆除工程中的应用越来越广泛。由于爆破拆除工程是一项高度危险性的工作，对于爆破工作人员来说在进行爆破参数选择和方案设计时不能容有任何差错，否则后果不堪设想；对爆破拆除方案的爆破拆除效果的模拟与评价以及对爆破技术工程人员爆破技术的训练就显得格外重要。由于爆破拆除的破坏性与危险性，难以为爆破工程的学习者提供有效的实地训练环境，本文研究了基于虚拟现实技术的爆破工程学习系统的构建方法与技术，实现对爆破拆除建筑物对象及其环境的快速构建、爆破拆除方案交互式设计和房屋倒塌过程的三维模拟，有效支持对建筑物的爆破拆除方案的设计与效果的模拟，同时，该系统可以作为学习者对爆破拆除工程技术学习的全新学习平台。 为了快速、便捷的构建房屋建筑三维模型，本文基于构件化与参数化技术，利用OpenFlightAPI研究设计了构建房屋建筑的三维建模软件MultiGen Creator的构件插件，，实现了构件的三维几何建模以及物理属性的设置，形成了基本的构件库供用户在进行房屋建筑三维建模时使用。经过分析比较，本文选用了得到广泛应用和易于计算的拆除爆破控制理论模型来建立爆破拆除动力学控制模型，为爆破方案的设计与爆破拆除效果模拟奠定理论模型基础。基于Vega研究了交互式与可视化设计爆破拆除方案的技术以及爆破拆除过程三维可视化的技术，利用Vega和VC++6.0设计出了相应的实验系统，实现了对交互式与可视化爆破设计方案设计的有效支持与爆破拆除效果的模拟。
【关键词】：虚拟现实 拆除控制爆破仿真 建构主义学习理论 房屋建筑建模 爆破动力学控制模型
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU746.5-4;G434
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-9
• 第1章 绪论9-27
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 爆破工程技术教育与实训11-21
• 1.2.1 虚拟现实概述11-16
• 1.2.2 控制爆破拆除技术概述16-18
• 1.2.3 基于虚拟现实技术的爆破工程学习系统教育理论基础18-21
• 1.3 国内外爆破工程模拟与学习系统研究现状21-25
• 1.3.1 国内研究现状21-24
• 1.3.2 国外研究现状24-25
• 1.4 研究内容与论文结构25-26
• 1.5 本章小结26-27
• 第2章 爆破工程学习系统概述27-31
• 2.1 方形框架结构建筑物三维模型的构建28-29
• 2.2 爆破拆除动力学模型计算29
• 2.3 交互式与可视化爆破方案设计29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 基于构件的方形框架结构建筑物三维模型的构建31-82
• 3.1 房屋建筑的构件化与参数化技术31-35
• 3.1.1 Multigen Creator 与 OpenFlight API 简介31-33
• 3.1.2 房屋建筑的构件化与参数化方法33-35
• 3.2 插件的设计与开发流程35-37
• 3.3 方形框架结构建筑物的构件设计37-77
• 3.3.1 墙体构件的设计37-63
• 3.3.2 柱子构件的设计63-65
• 3.3.3 房梁构件的设计65-68
• 3.3.4 楼梯构件的设计68-71
• 3.3.5 屋顶构件的设计71-74
• 3.3.6 楼面构件的设计74-77
• 3.4 方形框架结构建筑物三维图形模型的快速构建使用与测试77-81
• 3.4.1 方形框架结构建筑物平面设计图77
• 3.4.2 搭建效果图77-81
• 3.5 本章小结81-82
• 第4章 爆破动力学控制模型82-94
• 4.1 框架结构楼房拆除爆破设计原理82-83
• 4.2 控制爆破拆除方案83-87
• 4.3 爆破技术参数设计87-92
• 4.3.1 爆破切口的形式87
• 4.3.2 爆破切口的高度 h87-88
• 4.3.3 爆破药孔参数88-90
• 4.3.4 单孔装药量 G90-91
• 4.3.5 爆破安全91
• 4.3.6 爆破安全防护91-92
• 4.4 楼房定向倒塌动力学模型92-93
• 4.5 本章小结93-94
• 第5章 三维虚拟环境下交互式爆破方案的操作与实施94-109
• 5.1 Vega 简介94
• 5.2 爆破参数可视化94-103
• 5.2.1 爆破炮孔钻眼三维可视化方法研究94-102
• 5.2.2 爆破炮孔间距、排距和排列方式102-103
• 5.3 爆破过程可视化103-108
• 5.3.1 爆破倒塌动力学模型求解103-106
• 5.3.2 楼房坍塌三维模拟106-108
• 5.4 本章小结108-109
• 第6章 结论与展望109-110
• 参考文献110-112
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果112-113
• 致谢113

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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1 刘剑锋;基于战争设计工程的战法设计与应用研究[D];国防科学技术大学;2009年

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本文编号：287451