基于网络的虚拟实验平台的设计与实现

论文摘要

实验是人们借助于仪器设备、试剂试样等进行独立操作,以获得直接经验、培养技能、技巧的科学的教学方式或方法。在真实实验中,实验场地、实验设备、实验仪器都以实物化形式出现;而在虚拟实验中,实验工具、实验对象等都是计算机软件模拟的,同时其实验结果则是对虚拟实验设备操作得到的。本文首先介绍了虚拟实验室的发展历程,以及国内外这一领域的发展现状,通过对使用对象需求的研究,确定了所需虚拟实验室的结构和功能。在对实验室的设计与实现上的主要内容归纳如下:1、网络虚拟实验平台的构建.根据网络虚拟实验室的要求,对浏览器/服务器和客户端/服务器两种网络拓扑结构的优缺点进行比较,通过对其客户端、使用界面、灵活性、安全性以及开发与维护成本等各方面的全面比较,选择了B/S结构作为实验平台的网络结构。2、对虚拟实验平台的模型库进行设计。首先.对模型库进行分类,构建模型库的拓扑结构;这里我们以常见的设计零件为基础,分为了十大类,包含了轴类零件、键/带、轴承、齿轮、蜗轮蜗杆、离合器、螺纹、弹簧、密封件和润滑装置。其次在模型设计中我们以蜗轮蜗杆为例,重点研究了参数化建模的问题。在参数化建模工程中,以比较复杂的蜗轮蜗杆为代表,主要研究了零件参数化模型的建立过程中,对模型实例具体参数的设定;难点在与对蜗轮蜗杆的左右旋方向的判定问题上。最后通过对建立的模型进行参数设定和装配实例,完成了我们虚拟实验平台的模型库的设计。3、针对虚拟实验室所应用到的虚拟机构进行装配分析和运动分析,采用proe建立的虚拟实验平台上的所有零件及机构的三维模型,以及对机构进行了运动仿真,并将所有的模型通过edrawings发布为能够直接通过web浏览器浏览和操作的格式,真正做到了虚拟实验室的网络化;同时基于edrawings的功能,对模型进行拆装、打断、透明等各种操作,使得其比实际模型更便于观察其内部结构。4、对本文的研究成果进行总结,并提出进一步的研究方向。本课题研究基于河北省科学技术成果“机械设计多方案创新实验室的研发”,省级登记号为20101650。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 课题的提出与来源
• §1-2 相关领域现状
• §1-3 本论文主要研究内容
• 第二章 网络虚拟实验平台的构建
• §2-1 虚拟实验平台网络结构
• 2-1-1 C/S 系统的二层体系网络结构
• 2-1-2 B/S 系统的三层体系网络结构
• 2-1-3 对两种体系结构优缺点的对比
• §2-2 虚拟实验平台服务器设置
• 2-2-1 设置网站 IP 地址
• 2-2-2 设置主目录及访问权限
• 2-2-3 设置默认文档
• §2-3 虚拟实验平台结构功能划分
• 2-3-1 虚拟零件库
• 2-3-2 虚拟机构库
• 2-3-3 网络实验室
• 2-3-4 网络工厂
• 2-3-5 减速器拆装
• §2-4 本章小结
• 第三章 虚拟实验平台模型库的设计
• §3-1 利用pro/e 软件设计虚拟模型库的特点
• 3-1-1 参数化设计
• 3-1-2 基于特征建模
• 3-1-3.单一数据库（全相关）
• §3-2 模型库的设计
• 3-2-1 模型库结构划分
• 3-2-2 模型库的构建
• §3-3 本章小结
• 第四章 基于网络的虚拟实验平台的应用
• §4-1 系统应用的相关技术
• 4-1-1 edrawings 软件
• 4-1-2 Dreamweaver 软件
• 4-1-3 IIS 技术
• §4-2 机构简图测绘
• §4-3 减速器拆装
• §4-4 运动仿真
• §4-5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 附录 A 参数化建模设计程序
• 表 A.1
• 表 A.2
• 表 A.3
• 表 A.4
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果