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虚拟仿真技术应用范文1
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0000-00
电子技术行业的各类设备产品必须具备良好的设计方案才能够保障其工作状态的理想。电子行业具有产品更新快研发周期短的特点。为了满足不断发展的市场需求，加快产品结构的升级，在核心技术领域取得重大突破，电子行业必须采用新的研究方法和技术。虚拟仿真研究是目前电子行业所广泛采用的一种新的方法和技术。本文即以直流稳压电源以及数控机床为切入点，对虚拟仿真技术在上述两个领域中的应用要点及价值进行分析与探讨。
1 虚拟仿真技术概述
虚拟仿真技术即虚拟现实技术，也可称之为模拟技术，技术核心是用一个完全虚拟的系统对另一个真实存在的系统进行模拟。此项技术涉及到多个学科，是计算机图形、人机交互、传感技术、以及人工智能等多个学科的交叉综合领域。虚拟仿真技术主要包括三个方面的含义：第一是借助于计算机所生成环境具有虚拟性的特点；第二是人对这种虚拟环境的感知是高度逼真的；第三则是人可以通过自然的方法与虚拟系统实现交互，系统可响应人的动作并作出合理的反应。
当前虚拟仿真技术被广泛应用于包括汽车制造、道路桥梁、油田矿井、教育教学、电子技术、以及水利电力等在内的多个行业中，体现出了包括交互性、沉浸性、虚幻性、以及逼真性这四个方面的特点。对于电子技术行业而言，虚拟仿真技术的最主要优势是可对产品设计或优化方案在实践前通过高度仿真的模拟环境进行分析，以验证方案的可靠性以及有效性，兼顾实现了提高效率，缩短周期，以及控制费用等方面的性能优势，有推广价值。
2 虚拟仿真技术在直流稳压电源中的应用
直流稳压电源的组成部分包括电源变压器、滤波电路、整流电路、以及稳压电路四个部分。电网供给的交流电压在经过电源变压器降压处理后得到与电路需求相对应的交流电压，然后经由整流电路变化为方向恒定、大小伴随时间变化而变化的单线脉动电压，并经过滤波电路进行滤过（滤过交流分量），通过此环节处理后得到相对平滑的脉动电压。最后经过稳压电路处理，以确保电网电压以及负载水平在发生改变时电压维持在稳定状态下。为更加清晰的了解整个电路的工作原理与运行情况，可以借助于虚拟仿真软件，在软件模拟环境下通过设置开关或调整电路结构的方式观察示波器所呈现出的波形变化。本研究中引入Multisim10虚拟仿真软件，该软件借助于图形方式创建电路，具有界面直观、操作简便、调用方便等优势。本软件提供有包括交流、直流等在内的17种分析方法，虚拟仿真能力强大。
整流电路仿真分析下全波整流与半波整流波形图如下图1所示。结合图1：4个二极管所构成桥式全波整流电路，其核心作用是将正弦变化的电压演变为脉动电压。通过设置开关J1为开启状态的方式，对整流器在二极管损坏状态下所产生的开路情况进行模拟。则全波整流转换为半波整流，半波整流下所对应输出电压为0.45*全波整流电压。
通过对直流稳压电源系统中J2开关进行接通或断开的方式能够对比波形观察得到：在电容接入电路内后，输出电压平滑程度明显提高，波纹得到有效控制，同时输出电压平均值也有一定的增加。其依据是：在电容接入电路内后，电容可有效存储电荷，同时对高频分量而言容抗脚下，从而电流中的交流成分可通过电容C1而被旁路。在电容维持恒定的状态下，可通过调整负载电阻运行仿真的方式，使示波器分别显示滤波器输出波形，仿真结果如下图2所示。结合图2来看，电容放电时间常数为RC。在C为恒定状态下时，R取值越高则意味着放电速度越缓慢，输出波形更加平滑，输出电压值更小；在R为定值状态下时，电容器容量越大则意味着放电越慢，所对应输出波纹越小，输出电压值更大。
除此以外，通过对虚拟仿真软件的合理应用，还能够对直流稳压电路的改进设计效果进行仿真验证，以确保改进方案的实施效果理想。以某直流稳压电路对集成电路以及自保电路的改进方案而言，为验证该方案的可靠性，借助于Multisim10虚拟仿真软件进行实验。操作方法为：在Multisim10虚拟仿真软件按照改进方案构建直流稳压电压仿真点图，以供电电压220V（±10%）为标准进行虚拟仿真。借助于4综虚拟示波器对各点波形进行观察并读值，虚拟仿真实验结果如下图3所示。结合图2可见：经过改进后，直流稳压电路波形脉动被控制在较小范围内，电压输出稳定程度高，可保持在12.036V左右，经计算稳压系数为0.015（符合
3 虚拟仿真技术在数控机床中的应用
数控加工是现代模具CAD/CAM加工体系中不可或缺的重要内容之一。以五轴数控加工技术为例，所对应的模具工件性状复杂，对表面质量要求高，因此对铣削加工提出了非常严格的要求。五轴加工在完成最后一次装夹后，可以从多个面加工工件，其优势在于节约了大量的装夹时间以及辅助测量装置，且加工位置精度更高。在数控机床设计及性能验证中通过对虚拟仿真技术的合理应用，一方面能够使数控机床充分且合理的应用于对模具以及机械产品的加工中，另一方面能够为正确且充分的应用数控机床，完成更多模具以及机械产品加工提供保障。以某单叶片曲面零件数控加工实例为例，采用五轴加工方案，引入五轴五联动编程开发技术，同时对后置技术进行了编程制定。为进一步验证数控机床五轴五联动方案的编程程序正确性以及后置处理结果的可靠性，借助于虚拟仿真技术，在仿真软件所提供虚拟环境下参照数控机床实际配置构建实验模型。虚拟仿真结果显示：所模拟机床在对零件进行加工的全过程中刀具路径未发生偏差，加工零件性状基本与设计要求相符合。
4 结语
本研究中针对虚拟仿真技术在电子技术行业中的应用问题进行分析及探究，通过上述分析不难发现：在电子技术行业中积极应用虚拟仿真技术能够有效解决以往设计方案直接应用于实践中存在的浪费或失误问题，避免了不必要的事故产生，可以有效提高电子技术产品及相关设备的使用寿命与性能，对促进电子技术行业的发展也有重要价值。
参考文献
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虚拟仿真技术应用范文2
辽宁建筑职业学院辽宁辽阳111000
摘要院近年来，虚拟仿真技术在高职实践教学中发挥着非常重要的作用。随着虚拟仿真技术的迅速发展，高职实践教学正向着校内虚拟仿真实践和校外顶岗实习相结合的教学模式转变，必将通过推动高职实践教学的改革发展来促进职业教育的发展。本文介绍了高职实践教学中应用虚拟仿真技术的原则及应注意问题。
关键词 院虚拟仿真技术；高职实践教学；原则；问题
高职院校的实践教学是实现其培养目标的重要途径，对提高毕业生的创新创业能力非常重要，也反应出院校的办学特色。近几年，全国高职院校正在进行着一场如火如荼的实践教学改革，虚拟仿真技术的发展又推动了将仿真技术应用到高职实践教学的发展进程。但是其发展的速度不是很快，由于虚拟仿真软件的有效性及先进程度严重制约着其发展的速度。怎样才能将虚拟仿真技术科学地、有效地应用到高职实践教学中去，充分发挥并优化实践教学在高职人才培养工作中的重要作用，全面提升高职毕业生的职业能力、就业创业能力及创新能力是摆在所有高职院校面前的新挑战。
1 实践教学中应用虚拟仿真技术的原则
虚拟仿真技术是应用计算机技术模拟出逼真的虚拟现实的场景，使用者通过应用设备与虚拟环境进行相互作用及影响来体验到一种身临其境的感觉。虚拟仿真技术能使人不受时间和空间的限制去接触非现实的环境，这样在不受条件和环境的限制下去探索和发现现象的本质。虚拟仿真技术给高职实践教学的改革提供了更广阔的空间，将虚拟仿真技术应用到高职实践教学中还要注意以下几个方面。
1.1 高职实践教学的目标是提高学生的岗位职业能力，这就要求学生在实践教学的过程中要深入到实际岗位，在一线进行实践操作学习。从而，实践教学中应用虚拟仿真技术的第一步就是要认真分析和调查学生的实践岗位的职业特点和要求，以实际工作过程和真实的工作任务为基础去设计和整合实践教学内容及任务，做到充分利用虚拟仿真技术去构造不受时间及空间限制的符合教学目标要求的立体化实践教学环境，实现对真实职业场景的模拟再现，使学生在具体的场景中完成学习任务，做到传授、学习、操作融为一体，能够在不同的场景中学习自如，做到职业性与场景性相结合。
1.2 当今随着市场经济的发展和科技的进步，高职院校越来越重视培养毕业生的职业岗位技能，高职院校不断进行教育教学方面的改革，更加注重提升毕业生的就业能力和适应整个职业生涯发展的要求。所以，高职院校设计的实践教学任务就要和企业生产一线的实际工作和学生参加工作后的实际岗位相适应，培养学生的职业岗位能力。在设计虚拟仿真的实践教学体系的过程里，要挑选具有代表性的，技术先进的设备及工艺技术等，应该注重体现与情境相关的基于工作过程的知识与技能的学习，使学生在完成一个学习任务之后能够对完整的工作流程、操作模式和岗位具体情况得以学习和掌握，从而能够与相关的职业实践活动联系起来，掌握完成工作任务的方法及解决相对复杂的综合问题的技巧，能够适应未来岗位对高职毕业生提出更高的职业能力要求。除此之外，应该重点开发设计那些以培养核心与关键技能为目标的实践教学项目，做到先进性与典型性相结合。
1.3 把虚拟仿真技术应用到高职实践教学的过程中，要充分抓住虚拟仿真技术构想性的特点，按照学生心理和认知方面的水平，根据教学内容来设计构思实践的教学场景，培养学生的学习兴趣，拓展学生的想象空间，使学生学习到知识，充分理解概念的含义，领会实践教学所传授的知识点，提高学生的创新创造能力。运用虚拟仿真技术选择适量的教学内容，把抽象的内容具体化，复杂的问题简单化，微观的内容宏观化，这样能够有助于学生理解和掌握操作方法，并达到熟练操作的程度，使得实践教学的效果达到预期的目标。
1.4 利用虚拟仿真技术来进行实践教学系统的设计过程中，应该抓住仿真技术交互性强的特点，设计出互动性强、协作性高的实践教学任务，使学生在虚拟现实的实践场景中完成自己的实践操作工作，在整个过程中要注重培训学生们共同解决实际问题的能力。并且，利用虚拟仿真技术设计的实践教学系统要突出其智能性的特点，该系统能够对学生的实践操作成果进行及时的跟踪与反馈，并且可以依据学生的操作情况给予合理的评价，还能够及时给予有针对性、个别化的指导，做到交互性与智能性相结合。
2 虚拟仿真技术在应用中应该注意的问题
2.1 虚拟实训不能替代实操实训。高职实践教学中利用虚拟仿真技术，实现了实训环境的改善，教学过程的优化，还解决了很多实训教学方面的难题。不过利用虚拟仿真技术来设计高职实践教学内容，不代表虚拟实训可以完全替代实操实训，两者存在着本质的区别。虚拟仿真技术只是通过去模仿一些实际的生产和工作实践过程，让学生在过程中学到一种间接的经验，而不能完全替代真实的现场操作。所以，在应用虚拟仿真技术的实践过程中，必须认清虚拟实训和实操实训的本质区别。设计虚拟实训的思路是：首先是把实操实训无法实现任务利用虚拟仿真技术来设计虚拟实训教学来实现；其次是要依据现代教育理论来设计实践教学任务，把虚拟仿真技术设计的虚拟实训教学内容放在前面进行，而把实操实训安排在后面，并将二者完美的结合在一起，获得最好的教学效果。
虚拟仿真技术应用范文3
关键词：药学实验教学；虚拟仿真技术；应用分析
0引言
实验作为理科教学中的一个重要组成部分，对于提高教学质量有着重要的作用。所谓的虚拟仿真技术就是在教学中借多媒体、数据库以及网络通讯等多种技术手段，构建一个逼真可视化的虚拟现实环境，进而开展实验操作，达到教学的效果。故此，在药学实验教学中，借助虚拟仿真技术进而提高实验教学的质量和效率[1]。
1虚拟仿真技术的优势
1.1安全。
在实验教学中借助虚拟仿真技术，可以提高实验教学的安全性。在理工科的实验中，尤其是物理和化学实验，在实验的过程中会经常使用到一些化学物品和一些重量性的用具，在实验时如果不注重安全实验，进而影响实验教学的安全。故此，借助虚拟仿真技术，可以提高药物实验教学的安全。
1.2效果。
在实验教学中采用虚拟仿真技术会使教学内容更加直观，学习兴趣更加浓厚。在实验教学中，借助虚拟仿真技术可以让学号是呢过对于一些较为复杂的设备结构进行仔细观察以及剖析，进而让学生把握复杂零部件内部结构特征，进而使教学内容更加直观，同时借助虚拟仿真技术，将仿真模型装配和实体拆装相结合，可以提高学生对实验的兴趣和积极性，进而提高实验效果。
2虚拟仿真技术在药学实验教学中的应用分析
2.1实验操作技能的训练和培养。
在药学的实验教学中，首先要对学生进行实验操作技能的训练，并对学生进行培养。由于虚拟仿真技术是最近在教学中应用，而操作也存在一定的困难，如果仅仅依靠教师对学生进行示范操作办法，并不能让学生掌握其操作技术。故此，在药学实验中运用虚拟仿真技术，要首先要让学生进行实时的操作，让学生借助对试验项目进行反复操作训练，进而节约实验的原料，进而掌握实验操作技能。同时，要对学生进行实验能力的拓展。故此，学生通过虚拟仿真操作训练。培养学生对大型分析仪器的结构、原理等有更深入的认知理解，提高操作仪器设备的能力。
2.2仿真训练。
在药学实验教学中，仿真的训练也是其中的重要内容。在药学实验教学中，虚拟仿真技术的训练可以提高学生的实验效果。在药学实验教学中，采用计算机虚拟仿真技术，包括了GMP标准下的药物颗粒制剂生产、片剂生产、胶囊剂生产、水针剂生产以及卫生水系统、空调空压设备等，进而具有操作能力高、操作便捷以及形象生动等优势，且对许多复杂设备、间歇性生产控制、GMP质量管理等进行了三维立体的场景仿真，具备一定的智能化反应能力，同时学生在药学实验中使用虚拟仿真技术进行实验，可以让学生熟练的练掌握药物制备GMP认证要求及生产操作训练，保证学生在生产实习时能快速适应、掌握药物制备的能力，更好地培养学生的实践能力。故此，仿真训练在学生进入实习企业有着重要的影响[2]。
2.3创新设计能力以及评价。
在药学的实验教学中，要培养学生的创新设计能力，且进行实验自测和考核评价。在药学实验的教学中，学生借助虚拟仿真技术，让学生用计算机模拟的手段设计出和筛选出具有潜在结合功能的药物利用实验验证的方式，进而选择候选药物，同时，中心建设的药物分子虚拟筛选模块转化成供学生操作实训的虚拟仿真平台。实现真实实验难以开展的药物筛选的操作实训，培养学生创新实践能力，之后可以对试验的模块进行仿真考试，利用虚拟仿真技术进行自我测试和考核评价，根据系统给出的评价进行修改实验数据。故此，在药学实验教学中，要创新学生的设计能力，借助虚拟仿真技术对其实验模块进行测评，进而提高药学实验教学的质量[3]。
3结论
总而言之，随着科学技术和大数据的发展，其科学技术以及大数据的应用已经渗透到社会的各个方面，学校教学也不例外。故此，在一些实验教学中，随着科学技术的进步，其实验手段也在不断的发生变化。故此，在药学实验教学中应用虚拟仿真技术，借助虚拟仿真技术的安全、节约、直观以及吸引学生兴趣和注意力等优势，打破原有的实验教学模式，进而提高学生的自主学习能力和创新能力，进而在教学中发挥着重要作用。
参考文献
[1]陈章宝,肖国君,邓君,等.虚拟仿真技术在药学实验教学中的应用研究[J].中国教育信息化,2015(10):86-87.
虚拟仿真技术应用范文4
先进计算机技术在不断的快速发展，相关软硬件技术也在同步发展，在服装教学上出现了一种虚拟仿真技术，它以逐渐在教育过程被应用，在教学过程中形成了虚拟仿真教学模式。这种教学模式对服装教育教学工作，给予了好的教学思路，尤其是在服装教学的技术上，又出现了新的成果。虚拟仿真技术作为一种新型媒体技术，它的主要特点是具有多样性、形象性、灵活性、交互性、个别性、重复性等。在教学过程中充分发挥的特性是，对客观现实的模拟，在教学过程中也给学生提供一个虚拟仿真的技能实践环境，将客观存在的服装企业生产各环节和应用技术呈现给学生，可以让学生直面地去发现问题、了解问题，以及解决问题。进一步有效地使学生更清楚地了解实物，从而让学生发现更多、更具体、更完整的专业技能知识，更加深刻地认识专业技能的应用性，更好地掌握教学知识，更完善地使用专业技术。在服装专业工艺教学中采用虚拟仿真技术，可以使企业情景再现，使学生更了解教学技术，也可以减少教学资金的使用，进一步提高学生技术操作能力。在服装工艺教学上采用虚拟仿真技术，可以使服装专业技术得到进一步发展，在服装技术上开创一个新的教学技术“虚拟仿真数字化教学”，它展示了服装设计艺术的发展，同时它也是现代教学的重要标志。
一、虚拟仿真技术在服装教学中的应用特点
在服装教学上体现虚拟仿真技术的特点主要有教学方法的形象化、教学情境的仿真性以及教学内容比较实用。1.教学方式的形象化，在服装工艺虚拟仿真教学的特色就是教学方式的形象化。在服装企业的生产技术、生产顺序，以及服装工艺教学通过虚拟仿真技术，学生可以直面地了解以及学习。这样可以进一步加强学生对该专业的技能及知识的学习与了解，最终掌握相应技术，在很大程度上降低了教师在教学中的工作量，而且也最大限度地实现了教学目标。2.教学情境的仿真性，这是服装工艺虚拟仿真教学的关键所在，可以将服装企业的生产状况采用虚拟技术进行模拟，学生可以直观地看到服装生产场景，利于学生的学习与思考。通过虚拟仿真服装生产场景，可以使学生在虚拟仿真情景学习中能够感受到服装企业生产场景以及其他问题，这样可以进一步提高学生技术的实践能力。3.教学内容实用性，在服装工艺虚拟仿真教学中的基础是教学内容的实用性。在进行服装工艺学科教学中，它的实践性以及技术性都比较强，所以教师在服装工艺技能教学过程中，应该对现代英语技术的实用性进行充分考虑，在服装工艺理论教学过程中，也要注意加强服装工艺技术理论知识。只有充分发挥服装工艺理论教学的实用性，才能不让虚拟仿真技术在对服装工艺教学内容中失去本身意义，才能更有效地培养现代生产技术型人才。
二、服装工艺教学中虚拟仿真技术的应用
服装工艺教师在教学过程中，为了进一步实现以上三个应用特点，必须创设合理的虚拟仿真平台，该平台的构成主要包含软件平台和硬件平台。通过该平台的应用，学生可以对服装工艺直观、充分地进行了解。1.仿真软件平台。创建该平台主要的内容可以设置为服装企业的现代生产技术，以此进行仿真操作，创设仿真软件平台，包含服装工艺虚拟仿真教学系统软件的设计与开发及制作，它可以使学生更了解生产过程，掌握更多知识。2.仿真硬件平台。该平台可以为学生提供有效的操作场地以及工具，同时它也是开展服装工艺虚拟仿真教学的基础问题。有一个完整的操作场所以及实践设施，这直接关系着服装工作教学的质量问题以及工作效率。
虚拟仿真技术应用范文5
【关键词】传统教学，虚拟仿真技术
科技发展带动着教育方式的更新。传统课堂教学方式已经远远不能满足现代教学发展的需求。多媒体虚拟仿真技术逐渐应用到现代课堂教学中。
一、传统教学的弊端
首先，传统课堂教学方式重理论讲授，实践操作没有提升到同等高度。但实际上，知识本身就是具有生动的、丰富的实际内容，而作为他的表述性的语言文字、符号图表等等则是抽象和简约的。学生在课堂上学习的教材只是由汉字和语法汇集成的书本知识，这就要求学生不论学习什么知识，都要透过语言文字、符号图表把它们所代表的实际内容想清楚，以至想"活"起来，按照教育心理学的观点，这样的学习才是有意义的学习，即理解性的学习。
其次，传统课堂教学方式重理性认识、轻感性认识。在传统课堂教学中，感性认识被认为是只能提供认识的具体材料，唯有理性认识才能把握事物的本质。这种感性认识与理性认识之间被人为地设置一道鸿沟。这种重理性、轻感性的理念会影响教学追求理论化、抽象化，不利于学生对知识的掌握。教育心理学研究表明，学生掌握知识的过程是一个感性认识和理性认识相结合的过程。如果学生的感性认识丰富，表象清晰，想象生动，形成理性认识及理解书本知识就比较容易。反之，要掌握书本上的概念、公式、原理等就比较困难。
从心理学的角度看，感性是指人的感知、想象、情感、灵感、直觉等心理机制与功能；理性是指人运用概念进行推理、判断的心理机制与功能。传统课堂教学缺乏对人的感性因素的刺激和满足，从而也使其自身丧失了应有的感染力和召唤力。再次，传统课堂教学方式重视结论，轻视过程。在很多学科的学习过程中结论与过程的关系是学生求知过程中的一个十分重要的关系。重结论、轻过程正是传统静态知识观的反映和体现。重结论、轻过程的教学只是一种形式上走捷径的教学，把形成结论的生动过程变成了单调刻板的条文背诵，它从源头上剥离了知识与智力的内在联系。就认识活动而言，它主要是学生自主阅读独立思考的过程。现代教育心理学研究指出，学生的学习过程和科学家的探索过程在本质上是一样的，都是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程。这个过程一方面是暴露学生各种疑问、思维、障碍和矛盾的过程，另一方面是展示学生聪明才智、独特个性、创新成果的过程。
重理论、轻实践，重理性、轻感性，重结论、轻过程，使以书本知识为本位的课堂教学丧失了素质教育的功能。改革课堂教学首先要进行价值本位的转移，即由以知识为本位，转向以发展为本位。以发展为本位并非不要传授书本知识，而是要把传授书本知识服从、服务于学生的发展。为此必须着眼于更新知识观和学习现。知识的直观化、形象化、情感化、个性化、活动化、智慧化是通往素质的必经之路，是教学通向发展的必经之路。
二、现代教学方式进步
现代教学方法有了很大的进步与发展，无论从形式还是内容都较传统教学有所提高。随着计算机技术，多媒体技术和网络技术的深入发展，虚拟技术逐渐由商业环境走向现代的教育教学领域。无论是幼儿园、小学、初中、高中、大学，还是各种各样的培训机构，都涉及到现代多媒体虚拟仿真技术的产物。大众对虚拟教学仪器环境和人类文明的认知不能仅仅局限于一般的浏览，在试验、教学仪器、管理、校园生活等因素基础上三维立体仿真教育系统应运而生。一个完整的虚拟校园教育体系真实、交互的特点正好是虚拟仿真技术的精髓和魅力所在，也将会对教育方式的变革起到极大推动作用，将会为教育事业增添强大的生命力。
当今社会已经步入数字科技信息时代。加快虚拟仿真技术在现代教育领域开发应用。如虚拟仿真实训平台、网络课程、虚拟仿真动画（工作过程模拟软件）、通用素材库等多种形式的教育数字化信息资源。
三、现代的教育数字化发展
虚拟仿真技术周期短、安全性高、真实感强等特点 ，已逐渐成为现代教育领域不可缺少的组成部分。原来老师黑板写，学生底下记的时代已近过去。各种层出不穷的虚拟仿真实训平台、虚拟仿真动画、网络课程，提升了现代教育的实力，改变了现代教育的理念，升华了现代教育的层次。一系列计算机虚拟仿真技术在现代教育的应用发挥着不可取代的作用。
现代教育数字化研究和开发是迎合科技发展，将仿真技术应用到教育教学中，提高现代教育数字化信息化进程，完善了现代教育的结构。虚拟仿真技术的发展影响着现代教育。一个具备高素质的教育平台，不单单是对硬件的需求，教育软实力的发展程度同样制约着该教育平台的高度。现代教育机构的竞争、学习、发展，在多方面体现在多媒体虚拟技术的发展程度。做好现在教育领域多媒体仿真技术的研究与应用，是对当代教育领域新的发展空间的拓展，具有划时代的意义。
多媒体仿真技术在现代高校教学过程中虚拟平台的搭建，如虚拟仿真动画的设计与制作。特别是针对“课堂上无法实际操作”高难度教学内容，例如：建筑外立面效果替换、某生产工艺的生产流程、某建筑的建造流程展示、某仪器设备的使用、维护、保养。提高教学质量，真正实现《教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见》中，加快开发现代课堂教育数字化优质信息资源。
通过多媒体虚拟仿真技术形象化模型信息的特点，针对实际课程有的放矢。依据课程特点设计合理有效的多媒体仿真平台，针对教育教学方法提出实际改革方法。（促进教育教学观念转变，引领教学内容和教学方法改革； 推动多媒体仿真技术在现代高校数字信息化进程。
虚拟仿真技术的交互性、逼真性、虚拟性、沉浸性在现代课堂教学中，充分发挥其特色，有效的辅助教师现代课堂教学。切实推进现代教育广泛、深入、有效地应用数字信息技术，不断提升现代高校虚拟仿真平台、虚拟仿真动画、网络课程、虚拟环境的建设，全面加强数字信息技术支撑现代课堂教学改革发展的能力，以先进的现代教育数字信息技术改造传统教育教学模式，以信息化促进现代该等教育现代化的进程。
参考文献：
[1]姜大源，关于职业教育课程体系的思考[J].中国职业技术教育，2003（5）.
虚拟仿真技术应用范文6
关键词：虚拟设计及仿真；CATIA；ANSYS；有限元分析；数值分析
1 引言
虚拟现实技术又称灵境技术，涉及图像分析技术、人机交互技术、传感技术等。通过计算机对复杂数据的可视化操作，将人“投射”到虚拟环境之中。美国于上世纪80年代将虚拟现实技术应用在“虚拟行星探索”试验计划之中。我国虽然起步较晚，但是随着各学科的快速发展，我国的虚拟现实技术也取得了长远的进步。[1]
随着计算机的发展，虚拟现实技术在各领域得到广泛应用，国内外虚拟现实技术主要涉及到通过计算机图形技术建立三维仿真的视觉效果，在电影领域，《阿凡达》动画渲染需要的硬盘存储空间就超过1PB，要由500块2TB的硬盘搭建这套存储系统。我们可以看到世博会的中国馆眉到流动的清明上河图，可以看到最先进的虚拟现实技术。[2]
2 齿轮三维模型的建立与分析
2.1 VB对CATIA的二次开发
建立齿轮的三维实体模型的方法有很多，如通过UG、Pro/E等三维软件直接建立三维模型，或者通过利用CAXA电子图板的绘制高级曲线中的功能，形成齿轮的端面廓形，然后将其导入有限元分析软件ANSYS中，再利用ANSYS的前处理器的建模功能，由齿轮的渐开齿廓线生成三维的齿轮实体模型。本文是应用CATIA的强大三维实体模型功能以及VB（Visual Basic）友好的人机交互界面，Visual Basic是一种由微软公司开发的包含协助开发环境的事件驱动编程语言。从任何标准来说，VB都是世界上使用人数最多的语言――不仅是盛赞VB的开发者还是抱怨VB的开发者的数量。它源自于BASIC编程语言。VB拥有图形用户界面（GUI）和快速应用程序开发（RAD）系统，可以轻易的使用DAO、RDO、ADO连接数据库，或者轻松的创建ActiveX控件。程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速建立一个应用程序。本文通过VB对CATIA进行二次开发，建立齿轮传动的三维模型，然后将建立的齿轮三维模型导入ANSYS中。
2.2 齿轮传动模型的建立与分析
二十世纪七十年代以前人们用经典的弹性力学方法求解接触问题[3]。随着计算机的技术的发展，各种数值方法得到广泛的应用。接触问题的数值方法又称为非经典弹性力学方法，包括有限元法，边界元法和数学规划法，边界元与有限元的偶合法，边界元或有限元与数学规划法的结合[4]。数学规划法是将连续条件、非嵌入条件，引入接触体的能量泛函中，求解能量最小化序列问题。这种方法有时得不到最优解。
有限元法发展早，有普及广、功能强的大型标准程序，如：SAP、ADINA、ANSYS等，用的较多。所做的研究有：有大连铁道学院[5]做的根据接触问题的有限元二次规划解法，定量分析了影响强度的几个因素。本文所分析的齿轮传动的主要数据为齿数51、厚度28mm、分度圆直径102mm、模数2mm，运行VB开发的齿轮工具箱，生成齿轮模型，然后建立完整分析齿轮模型。
将建立好的三维模型导入ANSYS中，按划分网格、施加载荷和约束及后处理的步骤对齿轮进行分析，分析结果如图1、图2。要对齿轮进行接触分析的有限元计算，划分网格的质量是很关键的。若直接利用ANSYS提供的自由网格划分功能，对整个齿轮划分网格，划分出单元是四面体形状，轮齿上的网格划分的很细，轮体上的网格划分很粗，致使轮齿和轮体上的单元大小相差很大，在计算时易形成病态的刚度矩阵。由于体扫掠网格划分方法，划分出的单元形状是六面体单元，易于控制实体各部分的网格的大小，故对两个齿轮的三维实体采用体扫掠网格划分方法。为能进行体扫掠网格划分，对两个齿轮实体模型进行了合理的分块，每块是只包含一个源面和一个目标面的小实体，这些小实体是相互粘接的以保证划分网格也是相联接的。对每个小实体进行网格划分控制，着重对齿轮上的轮齿进行较细划分，使两个齿轮在啮合时有足够的单元参与接触并使轮体与轮齿上的网格划分尽量均匀。这样划分的网格计算比较精确。同时要对齿轮上的轴向上的线和齿轮端面轮廓上的线划分的单元数要进行适当的控制，使轮齿和轮体的网格划分尽量均匀，必须使用网格划分工具的功能对齿轮进行网格划分的控制。
从应力云图和受力图可以看出，齿根应力最大，最大变形量为位于齿轮顶端，这与理论相符。但是，由于在做齿轮分析时没考虑：齿向载荷分布系数、齿廓齿轮的应力、修正系数、齿形系数、重合度系数等修正因素，所以与实际有一定的差距，如果综合考虑以上因素，结果应该更加准确。由于直接在ANSYS中精确建立齿轮的齿廓很困难，可利用CATIA的强大三维建模功能与VB友好的界面及强大的二次开发功能，建立齿轮的三维模型。并将此三维模型导入ANSYS中，在ANSYS软件中进行分析及处理。
3 结论
CAD/CAM技术在机械设计制造行业的广泛应用使得其效率得到提高，而虚拟现实技术则作为它们的扩展，使在平面的显示得到了向空间的发展，并且人机交互得到大幅提高，机械设计制造流程变得更加形象简单。随着技术的发展，未来很可能会产生像科幻电影《钢铁侠》里那样的设计系统：全息投影，直接用手操作，并且数据实时智能化存储，人机甚至可以用语音直接对话而不是采用呆板的键盘输入，设计制造智能控制。届时，因其强大的互动性和及其简单的操作，机械设计制造将不是少部分人的专利，而是全民都可以参与其中，整个制造业将发生翻天覆地的变化。
参考文献
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