飛行仿真技術（FlightSimulation）是以系統技術、相似理論、控制理論、計算機技術、信息技術及飛行器應用領域的專業技術為基礎，以計算機和各種物理效應設備為工具，利用建立的飛行器各分系統數學模型和物理模型與飛行器部分實物結合，對飛行器進行動態試驗和研究的一門綜合性技術。目前該技術已成為飛行器前期論證和設計、后期加工、制造、測試、以及完成后的維護和使用過程中的故障排除等各個階段重要的技術手段，另外也成為飛行員訓練重要工具。飛行仿真技術作為航空領域的一項重要技術，受到航空界的高度重視，并取得了飛速發展。21世紀，我國軍用和民用航空事業蓬勃發展，為飛行仿真技術的發展提供了契機，亟須建立一個與我國航空工業發展規模和水平相適應的飛行仿真產業。介紹國內飛行仿真技術的類型和發展現狀，并總結了仿真技術的發展趨勢。

1.飛行仿真技術的分類

按照飛行仿真模型類型及其實現方式的不同，可以分為全數字仿真、半實物仿真和人在回路仿真三類。下面從這三類介紹飛行仿真技術。

1.1數字仿真

在計算機出現之前，仿真都是利用實物或物理模型進行行業曲線linkindustryAppraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2022.11.010可替代度影響力可實現度行業關聯度真實度研究，例如風洞試驗與模型飛行試驗等，由于物理試驗操作復雜、成本較高，并且存在一定程度的不可重復性，隨著計算機的發展和應用，人們開始使用計算機進行仿真。數字仿真就是建立數學模型在計算機上反復進行的試驗，是利用編程建立飛行器的數學模型進行仿真計算。數字仿真無需做模擬環境的各種物理效應設備，直接利用鍵盤等外部輸入設備改變系統參數，經過仿真計算后，將仿真結果輸出至外部顯示設備。數字仿真流程如圖1所示。數學仿真尤其適用于研究開發、方案論證和設計階段。

1.2半實物仿真

摘要:實驗在應用化學專業學生的實踐教學中處于非常重要的地位，但是傳統實驗教學模式有許多弊端，嚴重影響了教學質量。將虛擬仿真技術引入到應用化學專業實驗教學中，可有效地解決限制化學實驗教學發展的諸多因素，建立起傳統方式和現代技術并存的實驗教學模式。構建虛擬仿真實驗教學平臺，應遵從虛實結合的原則，設計多層次循序漸進的虛擬仿真課程并強化師資培訓，以期為社會提供優秀的應用化學人才。

關鍵詞:虛擬仿真;應用化學;實驗教學

實驗在高等學校的實踐教學中處于非常重要的地位，具有直觀和操作性的特點，是學生將理論知識轉化為實踐能力的主要途徑。應用化學作為一門介于化學和化工之間的獨立學科，所培養的人才需要具備化學方面的基礎知識、基本理論、基本技能以及相關的工程技術知識和較強的實驗技能［1］。可以說，實驗教學貫穿整個應用化學專業學生的本科學習階段。但是一些實驗受到實驗場地、條件、資源、設備和時間等諸多原因的限制很難開展，嚴重影響了學生的學習成效，使得教學質量面臨著嚴峻的挑戰。信息技術的發展為傳統教學方式的變革提供了基礎，虛擬仿真實驗的廣泛開展為強化實踐教學、改善教學質量提供了重要保障。在虛擬仿真實驗的開發過程中，一個信息化、網絡化的集成環境被搭建起來，師生可以將聽覺、視覺和觸覺等感知的虛擬實驗環境融入到課堂中，這為應用化學專業實驗的教學提供了全新的思維模式［2－3］。

1應用化專業實驗傳統教學模式的不足

應用化學是一門應用性和實踐性較強的專業，實驗教學是該專業的重要組成部分，對學生的實踐技巧與能力有著直接的影響，一些實驗教學受到很多因素的影響，導致本科實驗教學開展不順利。

1.1實驗時長，實驗安全及環境保護問題

【摘要】研究服裝數字化方向的“互聯網+服裝定制”關鍵技術，結合服裝MTM技術和三維服裝虛擬展示技術，并利用三維人體掃描技術、數據庫技術及服裝CAD等技術，形成集“人體尺寸測量、試衣體驗、個性化定制和銷售管理”為一體的服裝數字化定制模式，以提高服裝企業在激烈的市場中的競爭力，為消費者打造一個“顛覆傳統購物模式”的男襯衫個性化定制和體驗服務平臺。

【關鍵詞】個性化；定制；虛擬仿真

隨著社會經濟的不斷發展，人們對服裝的消費觀念逐漸轉向符合自己體型特征和審美需要的定制類服裝，如何迅速響應市場的變化，低成本、高質量地滿足客戶需求，是目前服裝企業面臨的一道問題。三維服裝虛擬仿真技術將整個服裝個性化定制模式搭建得完美無瑕，從三維人體掃描獲得全方位人體數據尺寸，到CAD量身定做樣板的自動修正，再到服裝的實時虛擬展示，最終實現網絡零售。可以有效地提高服裝企業的生產效率，降低運行成本，增強競爭力。

1虛擬仿真技術及其虛擬仿真流程

隨著信息技術在服裝領域的運用與成熟，服裝設計與生產的網絡化、虛擬化已逐漸成為現代服裝企業發展的特征。三維服裝虛擬仿真技術是依據三維人體掃描獲得的人體尺寸數據，將設計好的平面紙樣導入到系統中，通過虛擬縫合、渲染等技術制作出虛擬樣衣，再通過3D成像技術，獲得逼真的三維虛擬動態展示效果。三維服裝虛擬展示技術即在該環境下誕生。虛擬服裝展示技術能夠快速逼真地將真人模型導入虛擬試衣系統，進行成衣設計、虛擬縫合和試穿，該技術和成果保證服裝企業和消費群體能夠更快地接觸到新的服裝設計產品，給消費群體創造更滿意的試穿體驗。服裝虛擬仿真展示的整個流程如下所述。1.1人體數據和人體模型的提取過程。客戶通過三維人體掃描設備進行人體掃描，提取人體各個部位的數據，同時生成人體模型。該模型可導入虛擬試衣系統的人體數據庫中。1.2服裝設計和虛擬縫合過程。服裝設計人員根據客戶需求進行產品設計，選定服裝款式、面料、顏色、圖案、材質、懸垂效果、物理性能以及使用的線跡類型、使用的輔料和裝飾標等相關信息；版型人員根據提取的客戶人體數據以及設計的款式信息等內容進行二維樣板的制作，并導入三維縫合系統，按照工藝要求和設計要求進行三維縫合，縫合過程按照實際的樣衣生產過程進行，保證縫合成衣的真實性和可產業推廣性。1.3服裝虛擬試穿過程。版型師和設計師結合前期的設計和縫合，對服裝進行試穿，在試穿過程中加載客戶所要求的面料、圖案、色彩、材質、線跡和裝飾標等相關服裝因素，同時考慮面料的物理性能和自然懸垂效果，合理地處理服裝褶皺。從試衣系統中導出fbx格式或者obj格式的服裝模型和人體模型。1.4虛擬動態展示過程。將導出的obj格式的服裝模型和人體模型導入三維建模軟件，進行后期的渲染和動畫制作，最終導出為視頻的格式以及試穿照片的格式一起呈現給消費群體。虛擬試衣展示技術能夠快捷、準確和高效地完成服裝的制版、縫合到試穿以及動態展示的整個過程。虛擬服裝展示不僅具有真實性，可以模擬不同尺寸、不同面料、材質、懸垂效果、工藝制作過程和人體動態，同時可以反映不同體型特點的人體的虛擬試穿效果，而且具有可產業推廣性，能夠快速、高效和逼真地反映客戶對服裝的需求。

2研究內容

本文作者：何飛龍劉啟鋼工作單位：成都鐵路局

經驗公式存在的不足通過對上文提及的驗證設備和安檢設備數量配置經驗公式的分析，可以看到計算方法中存在3個方面的問題：（1）高峰時間內客流按照均勻分布到達，未能反映客流的波動性；（2）靜態公式計算忽略了客流對驗證設備、人員的動態需求，采用取上限方法匡算設備、人員必然造成資源浪費；（3）該公式以鐵路局為單位設置通過能力參數，忽略了不同車站、不同客流的差異性。以重慶北站為例，2010年重慶北站運行圖數據，12：30～13：30為高峰，開出6列，估算發送旅客10000人，設計70個驗證口。實際高峰客流5000人，重慶北站的驗證口在人員操作不熟悉的情況下約30個驗證口就能滿足需要。

設備配置的仿真計算方法研究

針對公式計算方法存在的不足，本文基于行人仿真技術，研究提出車站驗證、安檢設備配置仿真計算方法。該方法利用計算機技術，建立車站電子仿真模型，對旅客的行為進行仿真，利用排隊長度指標判斷不同仿真方案的優劣，從而確定經濟、合理的設備配置方案。車站行人仿真技術和方法參考文獻[9～12]。仿真模型及計算基本流程客流仿真系統的基礎模型是社會力模型。社會力模型認為行人的行走并非受到外力作用，而是受到自身的驅動力，這種驅動力就是所謂“社會力”。社會力包括3類：行人為了達到和保持自身期望速度而具有的向前的動力、與障礙物或者其他行人保持一定距離的力、行人對外部環境好奇所產生的引力。其數學模型參考文獻[14]。仿真計算的主要步驟包括：基礎資料處理、仿真建模、方案編制、動態仿真和仿真評估。其工作流程如圖1。重慶北站平面布局重慶北站主站房為扇形建筑，主進站通道在扇形中部，旅客從下方中部進入，首先經過驗證口，然后經過安檢口，進入車站候車大廳。由于其他區域與驗證、安檢設備計算無關，所以仿真建模只針對這兩個部分進行研究。基本參數取值由于驗證口通行速度取決于車站組織措施、旅客素質、身份證類型比例等相關因素，難以給出標準的通過速度。通過對現場驗證檢票的現場實測和統計，得到重慶北站驗證口平均通過速度為13.2s/人。見表1。安檢儀通過速度同樣需要通過對車站進行大量實測，才能統計出平均通過速度。重慶北站安檢儀平均通過速度3.43s/人。見表2。

仿真模型及數據分析

仿真模型行人仿真技術可以對整個車站及樞紐的客流組織進行仿真評估[13]。本文只對重慶北站的驗證口廳、安檢大廳等區域進行建模。見圖3。仿真方案仿真方案的編制主要考慮在客流總量不變的情況下，分別配置不同數量的驗證、安檢設備，通過仿真試驗并計算排隊長度，從而找到排隊長度合理、設備數量合理的設備配置方案。根據重慶北站春節高峰時段旅客進站人數統計，普速旅客約7000人。本文在此基礎上，考慮一定的浮動，分別以高峰小時5000、6000、7000人為基礎編制仿真方案，見表3。仿真結果分析客流組織結果評價指標是排隊人數。根據近年現場組織經驗，排隊超過10人時旅客等待時間過長，服務體驗較差。因此，本文將對各驗證口、安檢口的排隊人數上限定為10人，超過10人則認為方案不合理。通過仿真，得到統計結果見表4。通過車站客流組織仿真，可以對車站驗證、安檢排隊的動態演變情況進行統計分析。動態仿真表明，在設備能力不夠的情況下，隨著客流不斷增加，排隊現象出現，其排隊人數會逐漸增加。通過對評估結果的分析，重慶北站在高峰客流5000人、6000人、7000人情況下的設備最優配置見表5。

隨著我國對于職業教育的持續關注，以及數控加工技術各方面科學化的提高，數控機床操作人員的專業素養被重視起來，職業學校對于數控機床操作人員的培訓更加重要。可是，對專業人員進行培訓需要有大量資金投入，使實訓教學能夠維持。可是大部分實訓課程的消耗過大，因此很多學校想出了降低實習消耗的辦法，這些方法很容易使學生在學習的過程中得不到有效的培訓。目前，數控仿真技術以及計算機和在職學校的教學緊密結合，這樣可以使教學進一步提高，也可以有效的節約能源。

1數控仿真技術應用的意義

1.1有利于提高學生的學習興趣。仿真技術是一種比較有用的教學方法。在進行教學活動的過程中，仿真技術可以有效地讓學生之間進行溝通和交流，也能夠讓教師進行情景創設，仿真技術在進行教學的時候可以創設很多種不同的情景，還可以應用一些三維模型，這就可以很大程度上使學生的學習更加順利，成績也能得到提高。仿真技術的反饋比較及時，教師在進行教學的過程中，使用仿真技術也能夠使教學整個過程更加生動形象。使學生的學習當中遇到任何問題都可以創設相關模型更加直觀地對問題進行探索。1.2仿真教學能夠降低學校的教學成本使用傳統教。學法在一定程度上很難滿足目前科技飛速的發展，而教師在進行教學的時候，需要應用到很多更加先進的儀器來幫助學生學習。使用仿真技術來構造實訓基地和實訓教室，極大程度的壓縮了學校投入的成本。仿真技術進行生個更新換代是依靠信息技術和軟件來進行得，并不用投入更多的成本，而且在使用的過程中也并不會對任何原材料額外消耗，而且還能夠應用計算機技術及時的對新的內容進行補充，使學習學生能夠學到最先進的科學技術。1.3仿真技術具有廣泛的適應性。學生進行傳統的實訓課進行教學的時候，教師使用的硬件設備往往跟不上實際應用的情況。而在使用仿真技術的時候，就可以讓學生在學習的時候更加能夠符合實際工作情況。使用數控仿真技術，可以使教師訓練學生進行不同的數控操作，并且體驗更加真實，使學生在工作的時候，能夠更加得心應手。1.4仿真技術能夠解決傳統實訓教學過程中的各種難題。在教學的時候使用數控仿真技術，在壓縮成本的同時，在實際訓練的時候，因為學生對于操作流程不熟悉，很容易造成機器損壞或是出現安全隱患。而使用仿真技術對學生進行實訓，就可以在很大程度上避免出現安全隱患，學生可以使用課堂上學習到的知識，對項目進行探索。數控仿真技術在一定程度上可以使實訓的效率提高，也可以向學生們展示真正工作的環境以及標準的流程，對于學生的知識接受情況，也有一個智能的考核，針對不同學生的情況進行個性訓練。仿真技術是使用真實的數據來模擬一個虛擬操作平臺，但是這個操作平臺有十分嚴格的操作標準，可以對實際工作中使用到的設備進行模擬還原。學生在進行實訓的時候，能夠避免設備損壞的問題，同時也能夠對最先進的機器進行操控。讓學生的整體的學習效果增加。

2數控加工仿真系統

目前，虛擬現實技術和計算機在不斷地改進，已經擁有了可以模擬實際機床加工環境及其工作狀態的計算機仿真加工程序，這個程序可以有效地將現實生活中的情況和數控加工使用流程進行模擬。使用計算機仿真程序對學生進行教育，可以使學生的理論知識和實際操作水平得到培訓，而且操作的過程中可以避免安全隱患，更加穩定，也可以使投入的資金節省。很多職業學校將計算機仿真技術使用在數控操作學生的教學當中，也探索出了很多數控加工仿真教學程序以及不同的數控加工仿真軟件。數控加工仿真軟件能夠在單獨的系統上進行操作，也可以使用計算機信息網絡進行運行。單獨操作機床模型的方法，只需要使用一臺計算機，就可以在顯示屏的仿真面板上，對于數控機床進行實際訓練。對零件進行切削的情況是使用三維動畫的形式進行模擬的，使用這樣的教學方法，可以有效地對學生進行實際培訓。使用計算機網絡技術進行數控加工仿真軟件的應用是將學校的教學系統和實際的機床進行網絡連接，讓學生能夠使用硬件來對零件進行切削。學生使用的是仿真面板，但是，表現出來的情況和實際在機床上進行操作是沒有區別的，也就是使用計算機以及其他硬件和軟件來進行真實場景的模擬，學生可以在仿真場景中進行和真實場景沒有差異的訓練。使用這樣的方法，能夠將學生的實際操作能力發展起來。數控仿真程序的主要內容是數控機床，而虛擬數控機床又是虛擬制造技術中的一個重要的執行單元。它不僅在數控加工過程中為產品設計提供了可制造性的分析，而且在數控系統的學習和培訓中，為被培訓人員提供了完善的學習方法和學習環境。數控仿真系統完全模擬真實零件的加工過程，可以檢驗各種數控指令是否正確，能提供與真實機床完全相同的操作面板，其調試、編輯、修改和跟蹤執行等功能也一應俱全。

3數控仿真系統功能及在教學中的應用

仿真技術是伴隨著計算機的普遍應用而興起的，它結合了多門學科及理論，充分利用計算機和相關軟件對所需要的設計展開虛擬實驗，是一種綜合性技術。在早期的計算機仿真技術中，通過隨機數實驗的方法解決問題，也被稱之為蒙塔卡羅方法。仿真技術的成熟與穩定是在科技與工業的發展中進行的，對人們的生產生活產生了不可磨滅的影響。它從出現到應用普及主要經歷了三個主要階段：模擬機仿真、模擬數字混合機仿真以及數字機仿真。

1仿真技術對機械設計制造行業的作用

仿真技術指的是設計人員以計算機為載體，通過利用相關軟件建立數據模型，對各性能參數進行分析從而選擇最優的設計方案，與傳統的設計方法相比安全可靠、使用靈活，大大節約了資金，也節約了反復制造實物的時間，因其不需要制造實物而又被稱為虛擬樣機技術。現代的機械設計制造行業中，因為很多系統設計非常復雜，數據量龐大，在實驗中存在很多難題，因此需要在計算機中建立相對應的模型對其進行仿真，對其各項參數性能等進行分析。在機械設計制造的初期，設計人員只要根據不同的方案在仿真軟件中建立虛擬樣機，便可以完成對不同假設的虛擬實驗，選擇最優方案或者對方案進行改進都非常方便。在機械設計制造行業中使用仿真技術不僅可以使計算更加精確，提升研發質量，而且也在一定程度上提升了研發效率，節約了研發資金。

2仿真過程的實現

2.1模型的建立

在機械設計制作的過程中，若要使用仿真技術，首先就要設計編輯條件和約束條件，確定研究目標，進而建立一個可以滿足系統要求的仿真運行系統。系統初步建立之后，便要求設計者根據相應的學科知識對該系統進行數字化表述，也就是對系統建立數學模型。通常狀況下，數學模型由于時間不同可分為動態和靜態兩種，其中動態模型又可以分為離散、連續和混合時間三種。

【內容摘要】隨著我國城市規模不斷擴大，各大城市對園林建設提出更加嚴格的要求。為了培養出合格的園林人才，在開展園林實訓教學時，要積極進行教學改革，提高學生的實踐能力。充分發揮出虛擬仿真技術的優勢，結合園林實訓教學的情況，明確教學目標，將虛擬仿真技術與園林實訓教學有機結合，創新教學模式和教學方法，給學生帶來良好的學習體驗。

【關鍵詞】園林工程;實訓教學;虛擬仿真技術;教學創新

虛擬現實技術主要是利用計算機技術模擬三維空間打造虛擬而逼真的世界，使人們有身臨其境之感。隨著數字技術的不斷發展，虛擬現實技術與教學的融合日益緊密。在開展園林實訓教學時，可充分利用虛擬現實技術的功能，提高學生的實踐能力，轉變傳統的人才培養模式，達到預期的教學效果。

一、虛擬仿真技術在園林實訓教學中的優勢

園林教學包含的內容和知識點眾多，學生在學習這門課程時，需充分運用各種材料打造相應的景觀，通過對地形進行改造，打造相應的建筑，對園林場景進行合理布置，還需結合完善的美學知識與歷史文化內容，創造出多種多樣的空間，給人們帶來不同的感受。園林設計師要具備豐富的想象力，能夠充分結合用戶的需求進行設計，因此，在園林教學中融入虛擬現實技術，挖掘其技術優勢，創造真實的實訓情境，從而達到實訓的教學目的。當學生置身于虛擬仿真技術所營造的虛擬環境之中，進一步了解園林景觀內容。該技術能夠營造出不同形態的植物、造型各異的亭子、經典的古典園林空間和小區環境。學生無需通過實地參觀的方式就能有身臨其境之感。教師可充分發揮出虛擬仿真平臺的優勢，使學生能夠充分了解實訓的內容和相關理論知識。然后，教師可在平臺中為學生發布實訓的目的和內容，使學生了解實訓的注意事項。學生可充分結合相應的理論知識進行在線練習，然后參與到技能在線測試之中。通過虛擬仿真實訓平臺，教師可與學生之間隨時進行交流，學生遇到問題后可隨時向教師咨詢。通過虛擬仿真技術可以調動學生主觀能動性，使學生在虛擬場景中對內容進行可視化編輯和調整，展示出不同的場景效果，激發學生的創造思維，使學生具備創新能力。

二、虛擬仿真技術在園林實訓教學中的應用條件

摘要：仿真技術是利用計算機虛擬模型模擬真實情況下的一種風險評估。20世紀初仿真技術已經得到應用。20世紀60年代，計算機技術突飛猛進，為仿真技術提供了高效先進的計算工具。直至目前，仿真技術在設計優化領域已經成為無可替代的有效手段。工業機械臂結構復雜、設計周期長、設計難度大。本文將仿真技術應用到工業機械臂的設計中，可以有效提高工業機械臂的設計效率、降低設計風險、減少廢品率。

關鍵詞：工業機械臂;結構設計;仿真分析

工業機械臂是工業機器人中的一種，被廣泛應用到焊接、裝配、搬運、檢測等領域。工業機械臂由于關節較多，結構復雜，其設計中難度較大。本文將仿真技術應用到工業機械臂設計中，對一種六關節工業機械臂進行仿真分析，從而輔助機械臂結構設計，為其結構參數提供有效的理論依據。

1靜力學仿真分析

靜力學分析的目的是驗證機構中各零件在某一特定姿態及受載情況下，是否超過材料的屈服極限而導致零件失效。利用靜力學仿真結果，可以幫助設計人員在沒有實際損失的情況下，以最小的代價確定合理的零部件尺寸，既實現了預定的結構強度，又合理減少了多余重量，降低零部件及加工成本。在SolidWorks中建機械臂的三維模型。當機械臂處于水平狀態時，機械臂底座承受的彎矩最大，因此對此工況進行仿真分析。為了減少計算機資源的消耗，對機構內進行簡化，將不影響分析結果的結構以配重塊的形式附加到機械臂上，簡化后的機構模型如圖1所示。對簡化后的模型進行網格劃分，并施加重力場。在機械臂末端施加10kg的負載，將機械臂底座與地面固定，如圖2所示。機械臂材料設為鋁合金，在SolidWorks中進行靜力學分析，得到如圖3所示的仿真分析結果。從仿真結果看，機構最大應力位于第一關節裝配體密封蓋，最大應力數值為8.034×107N/m2，7075鋁合金屈服極限為5.05×108N/m2，機構在10kg負載下工作時，并無零件失效情況產生。

2模態仿真分析

摘要：隨著信息技術的快速發展，虛擬仿真技術在教學領域已經有了廣泛的應用。本文探索了虛擬仿真技術在工業設計綜合實驗中的應用，分析了在工業設計綜合實驗中引入虛擬仿真技術的必要性以及運用虛擬仿真的具體優勢和意義，旨在對工業設計實驗教學的改進的提供一定的幫助。

關鍵詞：虛擬仿真；工業設計；綜合實驗

虛擬仿真實驗是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容，是學科專業與信息技術深度融合的產物，［1］主要依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡系統等技術，構建出高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象，使學生可以在虛擬環境中開展實驗，達到教學大綱要求的教學效果。［2］工業設計綜合實驗是工業設計專業重要的實驗實訓課。主要圍繞具體產品或項目，開展研究、實驗與設計等活動，實踐性極強，［3］是對專業基礎課、專業課的綜合訓練，是提高學生綜合實踐能力、促進理論聯系實際的重要環節。［4］學生通過系列課程的訓練，進一步提高了對產品設計流程和創新方法的理解，加強了設計與生產制造的銜接，培養出較強的設計實踐能力。

1虛擬實驗的迫切性分析

1.1實驗條件受限。工業設計綜合實驗是工業設計專業的必修課，開設班級眾多，給實驗教學的安排帶來了巨大的壓力。一方面，開課班級多導致實驗教學設備使用緊張。如果班級每位學生都進行實驗操作，則實驗設備安排不過來；如果選擇分組實驗，則無法保證所有學生參與到實驗操作中，實驗效果不理想。另一方面，實驗場地也存在諸多限制，實驗場地面積有限。難以容納所有學生同時進行實驗，只能分批進行，影響了實驗教學的效果。1.2實驗成本高昂。工業設計綜合實驗中部分實驗成本高昂。以3D打印快速成型實驗為例，現有3D打印技術中如立體光固化、選擇性激光燒結等工藝的材料成本和設備成本均很高昂。其中立體光固化工藝中的光敏樹脂材料平均價格為每克2～10元。當模型重量增加時，實驗成本也隨之增加，學生往往難以承受。選擇性激光燒結工藝更是以小時計算實驗成本，包括后期設備的維護和保養，疊加起來，成本高昂，從而限制了實驗教學工作的開展。1.3實驗的安全性。工業設計綜合實驗中部分實驗具有一定的危險性。以數控雕刻實驗為例，數控雕刻對實驗操作的安全性要求極高。由于數控雕刻機的主軸轉速較快，如果裝卡刀具或裝夾試件時沒有緊密固定，極有可能產生危險，造成不可挽回的后果。因此，從安全角度出發，虛擬仿真技術在工業設計綜合實驗中的應用勢在必行。

2運用虛擬仿真的具體優勢和意義

摘要：數控加工仿真技術主要基于計算機環境下，進行的模擬實際數控加工的技術流程。一般來說，數控加工仿真技術需要依賴仿真軟件的大力支持，才能夠實現三維實體仿真技術的相關要求，為數控代碼檢驗以及干涉碰撞等方面的工作提供數據支持，具有較大的實行意義。針對于此，文章主要以數控加工仿真技術為研究對象，結合該技術的具體類型，闡明數控加工仿真技術的研究現狀。并在此基礎上，進一步指明數控加工仿真技術的發展展望。

關鍵詞：數據加工仿真技術；三維建模；研究現狀；展望

數控技術儼然成為有效推進我國工業化進程的基礎保障，并成為我國現代化工業必不可少的重要技術。為進一步確保數控加工過程中的科學性與合理性，往往需要在完成數控程序編制工作后，實行正確性檢驗工作，目的在于規避正式加工過程中因程序失誤或者操作失誤，造成的過切、欠切、碰撞等隱患問題。一般來說，在機床實際加工之前，利用計算機仿真技術實現數控加工過程中的模擬流程，基本上可以為數控程序的評估準確性提供堅實基礎，防止實際加工因工序或者程度失誤而出現嚴重的隱患問題。

1數控加工仿真技術的研究現狀

現階段，數控加工仿真技術主要以幾何仿真為主要的核心技術。其中，數控代碼作為幾何仿真主要的驅動源，通過利用三維建模技術與過程仿真技術相結合的方式實施數控加工仿真技術流程。首先，生成刀具移動軌跡數據；其次，利用軌跡形狀與被加工的幾何體進行求交運算；再次，根據生產的坐標數據與加工后零件的相關參數，確定中間結果；最后，利用三維建模以及動畫技術將過程結果分別展現到計算機屏幕上面，實現預期的技術內容[1]。根據當前的發展現狀來看，數控加工仿真技術主要分為以下幾種方式：1.1數控代碼處理技術。一般來說，計算機無法直接識別數控代碼，往往需要借助編譯器等設備對數控源程序完成轉換過程。根據以往的實踐經驗來看，數控源程序轉換往往多以計算機可以執行的中間結果為主，并將其視為加工仿真的驅動源。因此可以說，數控系統中數控代碼編譯模塊可以作為實現數控代碼處理技術的關鍵保障。數控代碼編譯器可以根據執行步驟的不同，將其分為數控代碼檢錯、數控代碼翻譯以及刀心軌跡計算等。操作人員需要結合實際情況進行合理選擇，確保數控加工仿真技術的應用合理性。1.2三維建模技術。數控加工仿真技術基本上是以幾何模型的順利建立作為實現數控加工過程仿真的基礎條件。因建模方法存在較大差異，導致最終得到的仿真結果也具有較大不同。一般來說，數控加工仿真三維模型在具體建立方面，基本上以建立加工環境模型以及加工形體模型為主[2]。其中，加工環境模型主要特點在于不隨著仿真過程的改變而變化，對于數據結構的要求較低，往往需要借助直接實體造型以及三維建模軟件組成。加工型體模型主要特點在于加工過程隨著刀具的運動而運動，狀態處于不斷變化過程中。1.3動畫仿真技術。動畫仿真過程的實現是數控加工仿真過程的主要技術。可以說，仿真效果將會對仿真結果的好與壞產生直接影響。一般來說，動畫仿真過程多以刀具運動軌跡以及材料去除等兩個過程為主要的仿真對象。其中，加工過程動畫仿真是實現動畫技術的重點內容，必須予以重點處理。另外，計算機實現動畫的方式多種，仿真系統往往需要采用幀動畫或者雙緩存技術等方式，實現加工過程中的動態仿真技術內容[3]。1.4碰撞干涉檢測技術。碰撞干涉檢測技術屬于數控加工仿真實現的重要內容之一。一般來說，數控加工仿真往往以三維空間碰撞干涉檢測技術為主。基于三維空間下，動態碰撞檢測技術需要基于圖象空間的碰撞檢測或者基于物體空間的碰撞檢測進行深入分析。其中，基于圖象空間碰撞檢測的三維模型主要以二維平面作為主要的投影，并利用深度緩存等方式進行合理計算，目的在于判斷碰撞是否真實發生。基于物體空間碰撞檢測的三維模型主要利用幾何特征進行計算，根據最終得出的求交結果準確判斷是否存在碰撞干涉情況。

2數控加工仿真技術的發展與展望