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虛擬仿真技術應用范文1
中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0000-00
電子技術行業的各類設備產品必須具備良好的設計方案才能夠保障其工作狀態的理想。電子行業具有產品更新快研發周期短的特點。為了滿足不斷發展的市場需求，加快產品結構的升級，在核心技術領域取得重大突破，電子行業必須采用新的研究方法和技術。虛擬仿真研究是目前電子行業所廣泛采用的一種新的方法和技術。本文即以直流穩壓電源以及數控機床為切入點，對虛擬仿真技術在上述兩個領域中的應用要點及價值進行分析與探討。
1 虛擬仿真技術概述
虛擬仿真技術即虛擬現實技術，也可稱之為模擬技術，技術核心是用一個完全虛擬的系統對另一個真實存在的系統進行模擬。此項技術涉及到多個學科，是計算機圖形、人機交互、傳感技術、以及人工智能等多個學科的交叉綜合領域。虛擬仿真技術主要包括三個方面的含義：第一是借助于計算機所生成環境具有虛擬性的特點；第二是人對這種虛擬環境的感知是高度逼真的；第三則是人可以通過自然的方法與虛擬系統實現交互，系統可響應人的動作并作出合理的反應。
當前虛擬仿真技術被廣泛應用于包括汽車制造、道路橋梁、油田礦井、教育教學、電子技術、以及水利電力等在內的多個行業中，體現出了包括交互性、沉浸性、虛幻性、以及逼真性這四個方面的特點。對于電子技術行業而言，虛擬仿真技術的最主要優勢是可對產品設計或優化方案在實踐前通過高度仿真的模擬環境進行分析，以驗證方案的可靠性以及有效性，兼顧實現了提高效率，縮短周期，以及控制費用等方面的性能優勢，有推廣價值。
2 虛擬仿真技術在直流穩壓電源中的應用
直流穩壓電源的組成部分包括電源變壓器、濾波電路、整流電路、以及穩壓電路四個部分。電網供給的交流電壓在經過電源變壓器降壓處理后得到與電路需求相對應的交流電壓，然后經由整流電路變化為方向恒定、大小伴隨時間變化而變化的單線脈動電壓，并經過濾波電路進行濾過（濾過交流分量），通過此環節處理后得到相對平滑的脈動電壓。最后經過穩壓電路處理，以確保電網電壓以及負載水平在發生改變時電壓維持在穩定狀態下。為更加清晰的了解整個電路的工作原理與運行情況，可以借助于虛擬仿真軟件，在軟件模擬環境下通過設置開關或調整電路結構的方式觀察示波器所呈現出的波形變化。本研究中引入Multisim10虛擬仿真軟件，該軟件借助于圖形方式創建電路，具有界面直觀、操作簡便、調用方便等優勢。本軟件提供有包括交流、直流等在內的17種分析方法，虛擬仿真能力強大。
整流電路仿真分析下全波整流與半波整流波形圖如下圖1所示。結合圖1：4個二極管所構成橋式全波整流電路，其核心作用是將正弦變化的電壓演變為脈動電壓。通過設置開關J1為開啟狀態的方式，對整流器在二極管損壞狀態下所產生的開路情況進行模擬。則全波整流轉換為半波整流，半波整流下所對應輸出電壓為0.45*全波整流電壓。
通過對直流穩壓電源系統中J2開關進行接通或斷開的方式能夠對比波形觀察得到：在電容接入電路內后，輸出電壓平滑程度明顯提高，波紋得到有效控制，同時輸出電壓平均值也有一定的增加。其依據是：在電容接入電路內后，電容可有效存儲電荷，同時對高頻分量而言容抗腳下，從而電流中的交流成分可通過電容C1而被旁路。在電容維持恒定的狀態下，可通過調整負載電阻運行仿真的方式，使示波器分別顯示濾波器輸出波形，仿真結果如下圖2所示。結合圖2來看，電容放電時間常數為RC。在C為恒定狀態下時，R取值越高則意味著放電速度越緩慢，輸出波形更加平滑，輸出電壓值更??；在R為定值狀態下時，電容器容量越大則意味著放電越慢，所對應輸出波紋越小，輸出電壓值更大。
除此以外，通過對虛擬仿真軟件的合理應用，還能夠對直流穩壓電路的改進設計效果進行仿真驗證，以確保改進方案的實施效果理想。以某直流穩壓電路對集成電路以及自保電路的改進方案而言，為驗證該方案的可靠性，借助于Multisim10虛擬仿真軟件進行實驗。操作方法為：在Multisim10虛擬仿真軟件按照改進方案構建直流穩壓電壓仿真點圖，以供電電壓220V（±10%）為標準進行虛擬仿真。借助于4綜虛擬示波器對各點波形進行觀察并讀值，虛擬仿真實驗結果如下圖3所示。結合圖2可見：經過改進后，直流穩壓電路波形脈動被控制在較小范圍內，電壓輸出穩定程度高，可保持在12.036V左右，經計算穩壓系數為0.015（符合
3 虛擬仿真技術在數控機床中的應用
數控加工是現代模具CAD/CAM加工體系中不可或缺的重要內容之一。以五軸數控加工技術為例，所對應的模具工件性狀復雜，對表面質量要求高，因此對銑削加工提出了非常嚴格的要求。五軸加工在完成最后一次裝夾后，可以從多個面加工工件，其優勢在于節約了大量的裝夾時間以及輔助測量裝置，且加工位置精度更高。在數控機床設計及性能驗證中通過對虛擬仿真技術的合理應用，一方面能夠使數控機床充分且合理的應用于對模具以及機械產品的加工中，另一方面能夠為正確且充分的應用數控機床，完成更多模具以及機械產品加工提供保障。以某單葉片曲面零件數控加工實例為例，采用五軸加工方案，引入五軸五聯動編程開發技術，同時對后置技術進行了編程制定。為進一步驗證數控機床五軸五聯動方案的編程程序正確性以及后置處理結果的可靠性，借助于虛擬仿真技術，在仿真軟件所提供虛擬環境下參照數控機床實際配置構建實驗模型。虛擬仿真結果顯示：所模擬機床在對零件進行加工的全過程中刀具路徑未發生偏差，加工零件性狀基本與設計要求相符合。
4 結語
本研究中針對虛擬仿真技術在電子技術行業中的應用問題進行分析及探究，通過上述分析不難發現：在電子技術行業中積極應用虛擬仿真技術能夠有效解決以往設計方案直接應用于實踐中存在的浪費或失誤問題，避免了不必要的事故產生，可以有效提高電子技術產品及相關設備的使用壽命與性能，對促進電子技術行業的發展也有重要價值。
參考文獻
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虛擬仿真技術應用范文2
遼寧建筑職業學院遼寧遼陽111000
摘要院近年來，虛擬仿真技術在高職實踐教學中發揮著非常重要的作用。隨著虛擬仿真技術的迅速發展，高職實踐教學正向著校內虛擬仿真實踐和校外頂崗實習相結合的教學模式轉變，必將通過推動高職實踐教學的改革發展來促進職業教育的發展。本文介紹了高職實踐教學中應用虛擬仿真技術的原則及應注意問題。
關鍵詞 院虛擬仿真技術；高職實踐教學；原則；問題
高職院校的實踐教學是實現其培養目標的重要途徑，對提高畢業生的創新創業能力非常重要，也反應出院校的辦學特色。近幾年，全國高職院校正在進行著一場如火如荼的實踐教學改革，虛擬仿真技術的發展又推動了將仿真技術應用到高職實踐教學的發展進程。但是其發展的速度不是很快，由于虛擬仿真軟件的有效性及先進程度嚴重制約著其發展的速度。怎樣才能將虛擬仿真技術科學地、有效地應用到高職實踐教學中去，充分發揮并優化實踐教學在高職人才培養工作中的重要作用，全面提升高職畢業生的職業能力、就業創業能力及創新能力是擺在所有高職院校面前的新挑戰。
1 實踐教學中應用虛擬仿真技術的原則
虛擬仿真技術是應用計算機技術模擬出逼真的虛擬現實的場景，使用者通過應用設備與虛擬環境進行相互作用及影響來體驗到一種身臨其境的感覺。虛擬仿真技術能使人不受時間和空間的限制去接觸非現實的環境，這樣在不受條件和環境的限制下去探索和發現現象的本質。虛擬仿真技術給高職實踐教學的改革提供了更廣闊的空間，將虛擬仿真技術應用到高職實踐教學中還要注意以下幾個方面。
1.1 高職實踐教學的目標是提高學生的崗位職業能力，這就要求學生在實踐教學的過程中要深入到實際崗位，在一線進行實踐操作學習。從而，實踐教學中應用虛擬仿真技術的第一步就是要認真分析和調查學生的實踐崗位的職業特點和要求，以實際工作過程和真實的工作任務為基礎去設計和整合實踐教學內容及任務，做到充分利用虛擬仿真技術去構造不受時間及空間限制的符合教學目標要求的立體化實踐教學環境，實現對真實職業場景的模擬再現，使學生在具體的場景中完成學習任務，做到傳授、學習、操作融為一體，能夠在不同的場景中學習自如，做到職業性與場景性相結合。
1.2 當今隨著市場經濟的發展和科技的進步，高職院校越來越重視培養畢業生的職業崗位技能，高職院校不斷進行教育教學方面的改革，更加注重提升畢業生的就業能力和適應整個職業生涯發展的要求。所以，高職院校設計的實踐教學任務就要和企業生產一線的實際工作和學生參加工作后的實際崗位相適應，培養學生的職業崗位能力。在設計虛擬仿真的實踐教學體系的過程里，要挑選具有代表性的，技術先進的設備及工藝技術等，應該注重體現與情境相關的基于工作過程的知識與技能的學習，使學生在完成一個學習任務之后能夠對完整的工作流程、操作模式和崗位具體情況得以學習和掌握，從而能夠與相關的職業實踐活動聯系起來，掌握完成工作任務的方法及解決相對復雜的綜合問題的技巧，能夠適應未來崗位對高職畢業生提出更高的職業能力要求。除此之外，應該重點開發設計那些以培養核心與關鍵技能為目標的實踐教學項目，做到先進性與典型性相結合。
1.3 把虛擬仿真技術應用到高職實踐教學的過程中，要充分抓住虛擬仿真技術構想性的特點，按照學生心理和認知方面的水平，根據教學內容來設計構思實踐的教學場景，培養學生的學習興趣，拓展學生的想象空間，使學生學習到知識，充分理解概念的含義，領會實踐教學所傳授的知識點，提高學生的創新創造能力。運用虛擬仿真技術選擇適量的教學內容，把抽象的內容具體化，復雜的問題簡單化，微觀的內容宏觀化，這樣能夠有助于學生理解和掌握操作方法，并達到熟練操作的程度，使得實踐教學的效果達到預期的目標。
1.4 利用虛擬仿真技術來進行實踐教學系統的設計過程中，應該抓住仿真技術交互性強的特點，設計出互動性強、協作性高的實踐教學任務，使學生在虛擬現實的實踐場景中完成自己的實踐操作工作，在整個過程中要注重培訓學生們共同解決實際問題的能力。并且，利用虛擬仿真技術設計的實踐教學系統要突出其智能性的特點，該系統能夠對學生的實踐操作成果進行及時的跟蹤與反饋，并且可以依據學生的操作情況給予合理的評價，還能夠及時給予有針對性、個別化的指導，做到交互性與智能性相結合。
2 虛擬仿真技術在應用中應該注意的問題
2.1 虛擬實訓不能替代實操實訓。高職實踐教學中利用虛擬仿真技術，實現了實訓環境的改善，教學過程的優化，還解決了很多實訓教學方面的難題。不過利用虛擬仿真技術來設計高職實踐教學內容，不代表虛擬實訓可以完全替代實操實訓，兩者存在著本質的區別。虛擬仿真技術只是通過去模仿一些實際的生產和工作實踐過程，讓學生在過程中學到一種間接的經驗，而不能完全替代真實的現場操作。所以，在應用虛擬仿真技術的實踐過程中，必須認清虛擬實訓和實操實訓的本質區別。設計虛擬實訓的思路是：首先是把實操實訓無法實現任務利用虛擬仿真技術來設計虛擬實訓教學來實現；其次是要依據現代教育理論來設計實踐教學任務，把虛擬仿真技術設計的虛擬實訓教學內容放在前面進行，而把實操實訓安排在后面，并將二者完美的結合在一起，獲得最好的教學效果。
虛擬仿真技術應用范文3
關鍵詞：藥學實驗教學；虛擬仿真技術；應用分析
0引言
實驗作為理科教學中的一個重要組成部分，對于提高教學質量有著重要的作用。所謂的虛擬仿真技術就是在教學中借多媒體、數據庫以及網絡通訊等多種技術手段，構建一個逼真可視化的虛擬現實環境，進而開展實驗操作，達到教學的效果。故此，在藥學實驗教學中，借助虛擬仿真技術進而提高實驗教學的質量和效率[1]。
1虛擬仿真技術的優勢
1.1安全。
在實驗教學中借助虛擬仿真技術，可以提高實驗教學的安全性。在理工科的實驗中，尤其是物理和化學實驗，在實驗的過程中會經常使用到一些化學物品和一些重量性的用具，在實驗時如果不注重安全實驗，進而影響實驗教學的安全。故此，借助虛擬仿真技術，可以提高藥物實驗教學的安全。
1.2效果。
在實驗教學中采用虛擬仿真技術會使教學內容更加直觀，學習興趣更加濃厚。在實驗教學中，借助虛擬仿真技術可以讓學號是呢過對于一些較為復雜的設備結構進行仔細觀察以及剖析，進而讓學生把握復雜零部件內部結構特征，進而使教學內容更加直觀，同時借助虛擬仿真技術，將仿真模型裝配和實體拆裝相結合，可以提高學生對實驗的興趣和積極性，進而提高實驗效果。
2虛擬仿真技術在藥學實驗教學中的應用分析
2.1實驗操作技能的訓練和培養。
在藥學的實驗教學中，首先要對學生進行實驗操作技能的訓練，并對學生進行培養。由于虛擬仿真技術是最近在教學中應用，而操作也存在一定的困難，如果僅僅依靠教師對學生進行示范操作辦法，并不能讓學生掌握其操作技術。故此，在藥學實驗中運用虛擬仿真技術，要首先要讓學生進行實時的操作，讓學生借助對試驗項目進行反復操作訓練，進而節約實驗的原料，進而掌握實驗操作技能。同時，要對學生進行實驗能力的拓展。故此，學生通過虛擬仿真操作訓練。培養學生對大型分析儀器的結構、原理等有更深入的認知理解，提高操作儀器設備的能力。
2.2仿真訓練。
在藥學實驗教學中，仿真的訓練也是其中的重要內容。在藥學實驗教學中，虛擬仿真技術的訓練可以提高學生的實驗效果。在藥學實驗教學中，采用計算機虛擬仿真技術，包括了GMP標準下的藥物顆粒制劑生產、片劑生產、膠囊劑生產、水針劑生產以及衛生水系統、空調空壓設備等，進而具有操作能力高、操作便捷以及形象生動等優勢，且對許多復雜設備、間歇性生產控制、GMP質量管理等進行了三維立體的場景仿真，具備一定的智能化反應能力，同時學生在藥學實驗中使用虛擬仿真技術進行實驗，可以讓學生熟練的練掌握藥物制備GMP認證要求及生產操作訓練，保證學生在生產實習時能快速適應、掌握藥物制備的能力，更好地培養學生的實踐能力。故此，仿真訓練在學生進入實習企業有著重要的影響[2]。
2.3創新設計能力以及評價。
在藥學的實驗教學中，要培養學生的創新設計能力，且進行實驗自測和考核評價。在藥學實驗的教學中，學生借助虛擬仿真技術，讓學生用計算機模擬的手段設計出和篩選出具有潛在結合功能的藥物利用實驗驗證的方式，進而選擇候選藥物，同時，中心建設的藥物分子虛擬篩選模塊轉化成供學生操作實訓的虛擬仿真平臺。實現真實實驗難以開展的藥物篩選的操作實訓，培養學生創新實踐能力，之后可以對試驗的模塊進行仿真考試，利用虛擬仿真技術進行自我測試和考核評價，根據系統給出的評價進行修改實驗數據。故此，在藥學實驗教學中，要創新學生的設計能力，借助虛擬仿真技術對其實驗模塊進行測評，進而提高藥學實驗教學的質量[3]。
3結論
總而言之，隨著科學技術和大數據的發展，其科學技術以及大數據的應用已經滲透到社會的各個方面，學校教學也不例外。故此，在一些實驗教學中，隨著科學技術的進步，其實驗手段也在不斷的發生變化。故此，在藥學實驗教學中應用虛擬仿真技術，借助虛擬仿真技術的安全、節約、直觀以及吸引學生興趣和注意力等優勢，打破原有的實驗教學模式，進而提高學生的自主學習能力和創新能力，進而在教學中發揮著重要作用。
參考文獻
[1]陳章寶,肖國君,鄧君,等.虛擬仿真技術在藥學實驗教學中的應用研究[J].中國教育信息化,2015(10):86-87.
虛擬仿真技術應用范文4
先進計算機技術在不斷的快速發展，相關軟硬件技術也在同步發展，在服裝教學上出現了一種虛擬仿真技術，它以逐漸在教育過程被應用，在教學過程中形成了虛擬仿真教學模式。這種教學模式對服裝教育教學工作，給予了好的教學思路，尤其是在服裝教學的技術上，又出現了新的成果。虛擬仿真技術作為一種新型媒體技術，它的主要特點是具有多樣性、形象性、靈活性、交互性、個別性、重復性等。在教學過程中充分發揮的特性是，對客觀現實的模擬，在教學過程中也給學生提供一個虛擬仿真的技能實踐環境，將客觀存在的服裝企業生產各環節和應用技術呈現給學生，可以讓學生直面地去發現問題、了解問題，以及解決問題。進一步有效地使學生更清楚地了解實物，從而讓學生發現更多、更具體、更完整的專業技能知識，更加深刻地認識專業技能的應用性，更好地掌握教學知識，更完善地使用專業技術。在服裝專業工藝教學中采用虛擬仿真技術，可以使企業情景再現，使學生更了解教學技術，也可以減少教學資金的使用，進一步提高學生技術操作能力。在服裝工藝教學上采用虛擬仿真技術，可以使服裝專業技術得到進一步發展，在服裝技術上開創一個新的教學技術“虛擬仿真數字化教學”，它展示了服裝設計藝術的發展，同時它也是現代教學的重要標志。
一、虛擬仿真技術在服裝教學中的應用特點
在服裝教學上體現虛擬仿真技術的特點主要有教學方法的形象化、教學情境的仿真性以及教學內容比較實用。1.教學方式的形象化，在服裝工藝虛擬仿真教學的特色就是教學方式的形象化。在服裝企業的生產技術、生產順序，以及服裝工藝教學通過虛擬仿真技術，學生可以直面地了解以及學習。這樣可以進一步加強學生對該專業的技能及知識的學習與了解，最終掌握相應技術，在很大程度上降低了教師在教學中的工作量，而且也最大限度地實現了教學目標。2.教學情境的仿真性，這是服裝工藝虛擬仿真教學的關鍵所在，可以將服裝企業的生產狀況采用虛擬技術進行模擬，學生可以直觀地看到服裝生產場景，利于學生的學習與思考。通過虛擬仿真服裝生產場景，可以使學生在虛擬仿真情景學習中能夠感受到服裝企業生產場景以及其他問題，這樣可以進一步提高學生技術的實踐能力。3.教學內容實用性，在服裝工藝虛擬仿真教學中的基礎是教學內容的實用性。在進行服裝工藝學科教學中，它的實踐性以及技術性都比較強，所以教師在服裝工藝技能教學過程中，應該對現代英語技術的實用性進行充分考慮，在服裝工藝理論教學過程中，也要注意加強服裝工藝技術理論知識。只有充分發揮服裝工藝理論教學的實用性，才能不讓虛擬仿真技術在對服裝工藝教學內容中失去本身意義，才能更有效地培養現代生產技術型人才。
二、服裝工藝教學中虛擬仿真技術的應用
服裝工藝教師在教學過程中，為了進一步實現以上三個應用特點，必須創設合理的虛擬仿真平臺，該平臺的構成主要包含軟件平臺和硬件平臺。通過該平臺的應用，學生可以對服裝工藝直觀、充分地進行了解。1.仿真軟件平臺。創建該平臺主要的內容可以設置為服裝企業的現代生產技術，以此進行仿真操作，創設仿真軟件平臺，包含服裝工藝虛擬仿真教學系統軟件的設計與開發及制作，它可以使學生更了解生產過程，掌握更多知識。2.仿真硬件平臺。該平臺可以為學生提供有效的操作場地以及工具，同時它也是開展服裝工藝虛擬仿真教學的基礎問題。有一個完整的操作場所以及實踐設施，這直接關系著服裝工作教學的質量問題以及工作效率。
虛擬仿真技術應用范文5
【關鍵詞】傳統教學，虛擬仿真技術
科技發展帶動著教育方式的更新。傳統課堂教學方式已經遠遠不能滿足現代教學發展的需求。多媒體虛擬仿真技術逐漸應用到現代課堂教學中。
一、傳統教學的弊端
首先，傳統課堂教學方式重理論講授，實踐操作沒有提升到同等高度。但實際上，知識本身就是具有生動的、豐富的實際內容，而作為他的表述性的語言文字、符號圖表等等則是抽象和簡約的。學生在課堂上學習的教材只是由漢字和語法匯集成的書本知識，這就要求學生不論學習什么知識，都要透過語言文字、符號圖表把它們所代表的實際內容想清楚，以至想"活"起來，按照教育心理學的觀點，這樣的學習才是有意義的學習，即理解性的學習。
其次，傳統課堂教學方式重理性認識、輕感性認識。在傳統課堂教學中，感性認識被認為是只能提供認識的具體材料，唯有理性認識才能把握事物的本質。這種感性認識與理性認識之間被人為地設置一道鴻溝。這種重理性、輕感性的理念會影響教學追求理論化、抽象化，不利于學生對知識的掌握。教育心理學研究表明，學生掌握知識的過程是一個感性認識和理性認識相結合的過程。如果學生的感性認識豐富，表象清晰，想象生動，形成理性認識及理解書本知識就比較容易。反之，要掌握書本上的概念、公式、原理等就比較困難。
從心理學的角度看，感性是指人的感知、想象、情感、靈感、直覺等心理機制與功能；理性是指人運用概念進行推理、判斷的心理機制與功能。傳統課堂教學缺乏對人的感性因素的刺激和滿足，從而也使其自身喪失了應有的感染力和召喚力。再次，傳統課堂教學方式重視結論，輕視過程。在很多學科的學習過程中結論與過程的關系是學生求知過程中的一個十分重要的關系。重結論、輕過程正是傳統靜態知識觀的反映和體現。重結論、輕過程的教學只是一種形式上走捷徑的教學，把形成結論的生動過程變成了單調刻板的條文背誦，它從源頭上剝離了知識與智力的內在聯系。就認識活動而言，它主要是學生自主閱讀獨立思考的過程?，F代教育心理學研究指出，學生的學習過程和科學家的探索過程在本質上是一樣的，都是一個發現問題、分析問題、解決問題的過程。這個過程一方面是暴露學生各種疑問、思維、障礙和矛盾的過程，另一方面是展示學生聰明才智、獨特個性、創新成果的過程。
重理論、輕實踐，重理性、輕感性，重結論、輕過程，使以書本知識為本位的課堂教學喪失了素質教育的功能。改革課堂教學首先要進行價值本位的轉移，即由以知識為本位，轉向以發展為本位。以發展為本位并非不要傳授書本知識，而是要把傳授書本知識服從、服務于學生的發展。為此必須著眼于更新知識觀和學習現。知識的直觀化、形象化、情感化、個性化、活動化、智慧化是通往素質的必經之路，是教學通向發展的必經之路。
二、現代教學方式進步
現代教學方法有了很大的進步與發展，無論從形式還是內容都較傳統教學有所提高。隨著計算機技術，多媒體技術和網絡技術的深入發展，虛擬技術逐漸由商業環境走向現代的教育教學領域。無論是幼兒園、小學、初中、高中、大學，還是各種各樣的培訓機構，都涉及到現代多媒體虛擬仿真技術的產物。大眾對虛擬教學儀器環境和人類文明的認知不能僅僅局限于一般的瀏覽，在試驗、教學儀器、管理、校園生活等因素基礎上三維立體仿真教育系統應運而生。一個完整的虛擬校園教育體系真實、交互的特點正好是虛擬仿真技術的精髓和魅力所在，也將會對教育方式的變革起到極大推動作用，將會為教育事業增添強大的生命力。
當今社會已經步入數字科技信息時代。加快虛擬仿真技術在現代教育領域開發應用。如虛擬仿真實訓平臺、網絡課程、虛擬仿真動畫（工作過程模擬軟件）、通用素材庫等多種形式的教育數字化信息資源。
三、現代的教育數字化發展
虛擬仿真技術周期短、安全性高、真實感強等特點 ，已逐漸成為現代教育領域不可缺少的組成部分。原來老師黑板寫，學生底下記的時代已近過去。各種層出不窮的虛擬仿真實訓平臺、虛擬仿真動畫、網絡課程，提升了現代教育的實力，改變了現代教育的理念，升華了現代教育的層次。一系列計算機虛擬仿真技術在現代教育的應用發揮著不可取代的作用。
現代教育數字化研究和開發是迎合科技發展，將仿真技術應用到教育教學中，提高現代教育數字化信息化進程，完善了現代教育的結構。虛擬仿真技術的發展影響著現代教育。一個具備高素質的教育平臺，不單單是對硬件的需求，教育軟實力的發展程度同樣制約著該教育平臺的高度?，F代教育機構的競爭、學習、發展，在多方面體現在多媒體虛擬技術的發展程度。做好現在教育領域多媒體仿真技術的研究與應用，是對當代教育領域新的發展空間的拓展，具有劃時代的意義。
多媒體仿真技術在現代高校教學過程中虛擬平臺的搭建，如虛擬仿真動畫的設計與制作。特別是針對“課堂上無法實際操作”高難度教學內容，例如：建筑外立面效果替換、某生產工藝的生產流程、某建筑的建造流程展示、某儀器設備的使用、維護、保養。提高教學質量，真正實現《教育部關于加快推進職業教育信息化發展的意見》中，加快開發現代課堂教育數字化優質信息資源。
通過多媒體虛擬仿真技術形象化模型信息的特點，針對實際課程有的放矢。依據課程特點設計合理有效的多媒體仿真平臺，針對教育教學方法提出實際改革方法。（促進教育教學觀念轉變，引領教學內容和教學方法改革； 推動多媒體仿真技術在現代高校數字信息化進程。
虛擬仿真技術的交互性、逼真性、虛擬性、沉浸性在現代課堂教學中，充分發揮其特色，有效的輔助教師現代課堂教學。切實推進現代教育廣泛、深入、有效地應用數字信息技術，不斷提升現代高校虛擬仿真平臺、虛擬仿真動畫、網絡課程、虛擬環境的建設，全面加強數字信息技術支撐現代課堂教學改革發展的能力，以先進的現代教育數字信息技術改造傳統教育教學模式，以信息化促進現代該等教育現代化的進程。
參考文獻：
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虛擬仿真技術應用范文6
關鍵詞：虛擬設計及仿真；CATIA；ANSYS；有限元分析；數值分析
1 引言
虛擬現實技術又稱靈境技術，涉及圖像分析技術、人機交互技術、傳感技術等。通過計算機對復雜數據的可視化操作，將人“投射”到虛擬環境之中。美國于上世紀80年代將虛擬現實技術應用在“虛擬行星探索”試驗計劃之中。我國雖然起步較晚，但是隨著各學科的快速發展，我國的虛擬現實技術也取得了長遠的進步。[1]
隨著計算機的發展，虛擬現實技術在各領域得到廣泛應用，國內外虛擬現實技術主要涉及到通過計算機圖形技術建立三維仿真的視覺效果，在電影領域，《阿凡達》動畫渲染需要的硬盤存儲空間就超過1PB，要由500塊2TB的硬盤搭建這套存儲系統。我們可以看到世博會的中國館眉到流動的清明上河圖，可以看到最先進的虛擬現實技術。[2]
2 齒輪三維模型的建立與分析
2.1 VB對CATIA的二次開發
建立齒輪的三維實體模型的方法有很多，如通過UG、Pro/E等三維軟件直接建立三維模型，或者通過利用CAXA電子圖板的繪制高級曲線中的功能，形成齒輪的端面廓形，然后將其導入有限元分析軟件ANSYS中，再利用ANSYS的前處理器的建模功能，由齒輪的漸開齒廓線生成三維的齒輪實體模型。本文是應用CATIA的強大三維實體模型功能以及VB（Visual Basic）友好的人機交互界面，Visual Basic是一種由微軟公司開發的包含協助開發環境的事件驅動編程語言。從任何標準來說，VB都是世界上使用人數最多的語言――不僅是盛贊VB的開發者還是抱怨VB的開發者的數量。它源自于BASIC編程語言。VB擁有圖形用戶界面（GUI）和快速應用程序開發（RAD）系統，可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數據庫，或者輕松的創建ActiveX控件。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個應用程序。本文通過VB對CATIA進行二次開發，建立齒輪傳動的三維模型，然后將建立的齒輪三維模型導入ANSYS中。
2.2 齒輪傳動模型的建立與分析
二十世紀七十年代以前人們用經典的彈性力學方法求解接觸問題[3]。隨著計算機的技術的發展，各種數值方法得到廣泛的應用。接觸問題的數值方法又稱為非經典彈性力學方法，包括有限元法，邊界元法和數學規劃法，邊界元與有限元的偶合法，邊界元或有限元與數學規劃法的結合[4]。數學規劃法是將連續條件、非嵌入條件，引入接觸體的能量泛函中，求解能量最小化序列問題。這種方法有時得不到最優解。
有限元法發展早，有普及廣、功能強的大型標準程序，如：SAP、ADINA、ANSYS等，用的較多。所做的研究有：有大連鐵道學院[5]做的根據接觸問題的有限元二次規劃解法，定量分析了影響強度的幾個因素。本文所分析的齒輪傳動的主要數據為齒數51、厚度28mm、分度圓直徑102mm、模數2mm，運行VB開發的齒輪工具箱，生成齒輪模型，然后建立完整分析齒輪模型。
將建立好的三維模型導入ANSYS中，按劃分網格、施加載荷和約束及后處理的步驟對齒輪進行分析，分析結果如圖1、圖2。要對齒輪進行接觸分析的有限元計算，劃分網格的質量是很關鍵的。若直接利用ANSYS提供的自由網格劃分功能，對整個齒輪劃分網格，劃分出單元是四面體形狀，輪齒上的網格劃分的很細，輪體上的網格劃分很粗，致使輪齒和輪體上的單元大小相差很大，在計算時易形成病態的剛度矩陣。由于體掃掠網格劃分方法，劃分出的單元形狀是六面體單元，易于控制實體各部分的網格的大小，故對兩個齒輪的三維實體采用體掃掠網格劃分方法。為能進行體掃掠網格劃分，對兩個齒輪實體模型進行了合理的分塊，每塊是只包含一個源面和一個目標面的小實體，這些小實體是相互粘接的以保證劃分網格也是相聯接的。對每個小實體進行網格劃分控制，著重對齒輪上的輪齒進行較細劃分，使兩個齒輪在嚙合時有足夠的單元參與接觸并使輪體與輪齒上的網格劃分盡量均勻。這樣劃分的網格計算比較精確。同時要對齒輪上的軸向上的線和齒輪端面輪廓上的線劃分的單元數要進行適當的控制，使輪齒和輪體的網格劃分盡量均勻，必須使用網格劃分工具的功能對齒輪進行網格劃分的控制。
從應力云圖和受力圖可以看出，齒根應力最大，最大變形量為位于齒輪頂端，這與理論相符。但是，由于在做齒輪分析時沒考慮：齒向載荷分布系數、齒廓齒輪的應力、修正系數、齒形系數、重合度系數等修正因素，所以與實際有一定的差距，如果綜合考慮以上因素，結果應該更加準確。由于直接在ANSYS中精確建立齒輪的齒廓很困難，可利用CATIA的強大三維建模功能與VB友好的界面及強大的二次開發功能，建立齒輪的三維模型。并將此三維模型導入ANSYS中，在ANSYS軟件中進行分析及處理。
3 結論
CAD/CAM技術在機械設計制造行業的廣泛應用使得其效率得到提高，而虛擬現實技術則作為它們的擴展，使在平面的顯示得到了向空間的發展，并且人機交互得到大幅提高，機械設計制造流程變得更加形象簡單。隨著技術的發展，未來很可能會產生像科幻電影《鋼鐵俠》里那樣的設計系統：全息投影，直接用手操作，并且數據實時智能化存儲，人機甚至可以用語音直接對話而不是采用呆板的鍵盤輸入，設計制造智能控制。屆時，因其強大的互動性和及其簡單的操作，機械設計制造將不是少部分人的專利，而是全民都可以參與其中，整個制造業將發生翻天覆地的變化。
參考文獻
[1] 陳澤等.基于虛擬現實的移動械臂控制系統分析[J]，山東建筑大學學報，2013，2（1）：68-72
[2] 郭朝霞.虛擬現實技術實現機械產品的優勢分析[J]，教育教學論壇，2014，5（20）：197-200
[3] 杜慶華，于壽文.彈性理論[M]，北京：科學出版社，1992
