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《大连理工大学》 2010年
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大型结构物吊装的虚拟现实系统

苏柏华  
【摘要】: 我国综合国力不断的增强,国内石油、化工、炼钢、核电等工业规模正在向特大型化发展;炼油装置由原来的几百万吨级发展到近千万吨级甚至过千万吨级;核电建设从2005到2020年已进入发展的第三个阶段,即大规模建设和普及阶段;新的模块式预浇筑和整体式装配等建设模式的发展,促使了吊装设备尺寸与组件重量增大。这必将对吊装行业提出更高要求。吊装设备的大型化、重型化,使得吊装工艺非常复杂,难度超出了以往的吊装作业。在吊装设备重量越来越大的情况下,大型结构物的吊装成为发展的必然。提高大型结构物吊装过程的吊装方案的高效性,安全性,吊装过程中的行为可预测性成为具有重大意义的课题。 针对上述目标和挑战,对大型结构物吊装方案的制定的这个难题,单纯依靠方案制作人员,吊装工程师的经验方式很难解决。为提前排除大型吊装过程中不可行的方案,需要借助虚拟现实的仿真方法,研发一款用于模拟大型结构物吊装过程的仿真的虚拟现实系统。本文对大型结构物的双机协同仿真建立了基于静力学的数学模型,推导求解方法;并且根据双机协同吊装原理进行必要的抽象,建立了双台起重机协同吊装的运动学和动力学模型;在仿真系统的开发过程中,本文使用了开源图形渲染引擎OGRE,开源动力学引擎Bullet作为基础工具;在深入了解和研究相关引擎的基础之上,仿真系统对他们进行了必要的扩展和开发;使用了设计模式的思想,抽象出吊装过程中系统模块之间的关系,建立了适合非特定工况条件下灵活的动态环境建模;根据汽车起重机的工作特点,建立了参数化的汽车起重机的模型;在起重机的仿真过程中引入了有限自动机理论,使得起重机在各种吊装状态下的相互切换得到了稳定的控制,为建立起重机的自动化建立了良好的基础。 经过系统的分析和设计,一个健壮的,可维护,可扩展,可复用的,高效的大型结构物的吊装仿真系统建立出来了。此仿真系统的交付和应用情况,说明此仿真系统使得大型结构物吊装方案的制定的效率,安全性得到了提高。大型结构物吊装的工程应用和电子计算机的信息技术融合使得大型结构物的吊装水平得到了提高。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH21

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 岳玉洁;基于Inventor三维吊装仿真系统关键技术的研究与应用[D];郑州大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 王欣 ,高顺德 ,屈福政;国内外大型起重机的发展状况[J];建筑机械;2005年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 魏迎梅;虚拟环境中碰撞检测问题的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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3 杨波;基于OGRE图形渲染引擎的视景仿真技术的研究与实现[D];电子科技大学;2006年
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5 张靖;虚拟现实技术在吊装仿真与方案制定中的应用[D];大连理工大学;2009年
6 李晓燕;基于OGRE的起重机选型与站位仿真研究[D];大连理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前8条
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2 彭绍林;周治国;刘志文;;VxWorks实时操作系统下网络芯片DM9000驱动的实现[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
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4 赵伟;李立军;陈承收;;基于粒子群优化的随机碰撞检测算法研究[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郁松;3D虚拟现实内镜手术仿真关键技术研究[D];中南大学;2011年
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4 马鹏飞;全液压推土机液压行驶驱动系统动力学研究[D];长安大学;2006年
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8 李勋祥;基于虚拟现实的驾驶模拟器视景系统关键技术与艺术研究[D];武汉理工大学;2006年
9 郭开波;快速成形软件与工艺若干关键技术研究[D];华中科技大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于向博;基于地质钻孔数据的地层三维可视化研究[D];山东科技大学;2010年
2 段化鹏;虚拟现实中物理引擎关键技术的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
3 焦广升;机械扫描声纳显控系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 田战玲;基于VxWorks的网络文件传输安全技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 钟艳平;基于ARM的航海作业标绘台信息处理装置设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张玉院;移动式起重机无碰撞路径规划的设计与实现[D];大连理工大学;2010年
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9 王承震;汽车起重机变幅系统抗冲击与微动性能研究[D];浙江大学;2011年
10 杨炳祥;实时三维漫游系统中关键技术研究与实现[D];西安电子科技大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 李训文;曹国华;常健;;基于虚拟仪器的特性测试参数数据库的设计与实现[J];电子工程师;2007年05期
2 林远山;郑亚辉;梁友国;焦博;王华盛;;面向大型吊装的三维仿真系统[J];中国工程机械学报;2010年02期
3 魏迎梅,王涌,吴泉源,石教英;碰撞检测中的固定方向凸包包围盒的研究[J];软件学报;2001年07期
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 刘芳;面向吊装工程的履带起重机站位优化研究[D];大连理工大学;2011年
2 刘毅;大型吊装仿真草绘系统的研究与实现[D];大连理工大学;2007年
3 胡尚礼;多台履带式起重机协同作业研究[D];天津大学;2007年
4 张靖;虚拟现实技术在吊装仿真与方案制定中的应用[D];大连理工大学;2009年
5 李晓燕;基于OGRE的起重机选型与站位仿真研究[D];大连理工大学;2009年
6 徐一;履带起重机设计程序研究及实现[D];大连理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 高月芳,张淮声,张佑生;基于3D结构和图象的复杂场景建模绘制[J];计算机工程与应用;2003年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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2 宰光军;基于OGRE的泛型资源管理模型的研究与实现[D];电子科技大学;2005年
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐勇;王卫辰;封士彩;;基于VR的虚拟选煤厂仿真系统的设计与实现[J];机床与液压;2009年07期
2 郑淳;尚涛;;Vega Prime环境下的古建筑虚拟现实系统[J];武汉大学学报(工学版);2006年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 杨元栋;杨泽红;贾培发;;虚拟现实中的接触力模拟算法研究[A];2001年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2001年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 本报记者 潘文敏;市民足不出户将可游览韶城[N];韶关日报;2010年
5 记者 许忠通讯员 卢林潭 刘文辉;吐哈首次将虚拟现实系统应用于井位论证[N];中国石油报;2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 周思跃;基于虚拟现实的机器人灵巧手遥操作平台的设计和实现[D];上海大学;2006年
3 王亮;虚拟环境中基于语义的三维交互技术研究及应用[D];中国科学技术大学;2008年
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6 蔡林沁;基于Agent的煤矿智能虚拟环境研究[D];中国科学技术大学;2007年
7 刘金鹏;虚拟现实系统中的物理建模和行为属性问题研究[D];武汉理工大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨永木;虚拟现实在核电站主控室仿真设计中的应用[D];上海交通大学;2008年
2 苏柏华;大型结构物吊装的虚拟现实系统[D];大连理工大学;2010年
3 王鹏;基于EON的船舶机舱集控室仿真系统[D];大连海事大学;2008年
4 何金花;船舶运动建模及虚拟现实技术的实现[D];厦门大学;2007年
5 吴峥;人体运动系统虚拟手术软件的开发[D];上海交通大学;2009年
6 薛亚婷;基于Google Earth及KML的数字校园设计与实现方法研究[D];兰州大学;2007年
7 徐骞;基于人工生命的卵生鱼生长过程模拟[D];东北师范大学;2007年
8 杨胜华;气动喷嘴式触觉再现装置的仿真与试验研究[D];大连海事大学;2008年
9 罗鹏;水泥厂安全培训VR技术的研究与实现[D];中国地质大学(北京);2008年
10 陈姝慧;三维煤矿虚拟现实系统的实现[D];吉林大学;2008年
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