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本论文首先介绍了虚拟现实的内涵、基本特征、系统组成及关键技术、发展历史、研究现状及应用。同时还介绍了计算机仿真技术的相关理论以及虚拟现实仿真的概况及应用,并给出了虚拟现实仿真在磨削加工中的应用实例。
其次,论述了将虚拟现实仿真技术应用于磨削理论研究的可行性及其意义。并简要介绍了虚拟现实环境中的实体建模方法与技术,其中着重介绍了OpenGL图形开发工具。给出了通过砂轮修整运动产生砂轮地貌的机理以及砂轮修整仿真的原理,并给出了虚拟砂轮的数学模型。
最后,讨论了磨削过程的仿真方法,完成了仿真磨削加工数学模型的建立,并根据每个与工件相作用的磨粒的能量消耗分析了磨削力和磨削功率。然后在Windows2000操作系统下,在VC++6.0开发平台上,编写了数字模拟计算程序,并调用OpenGL函数库编写了虚拟砂轮及仿真加工工件的三维图形显示程序,其中进行了光照、材质、纹理处理,使其更接近真实效果。同时通过对话框交互处理,可以改变输入磨削参数值,观察在此状态下的仿真磨削效果,并结合不同的磨削参数值作用下的仿真结果讨论了参数改变对磨削加工后的工件表面粗糙度以及磨削过程中的磨削力与磨削功率的影响。