120型貨車空氣制動(dòng)培訓(xùn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、120型貨車空氣制動(dòng)閥作為我國當(dāng)前貨車制動(dòng)機(jī)的主體，占據(jù)著我國鐵路制動(dòng)的主導(dǎo)地位，因此對(duì)120型制動(dòng)閥檢修人員技術(shù)水平要求更高。由于120型制動(dòng)閥內(nèi)部腔道結(jié)構(gòu)密集，空氣制動(dòng)原理復(fù)雜，而目前現(xiàn)場(chǎng)職工培訓(xùn)手段較單一，師資匱乏，培訓(xùn)效果不理想，不利于高速鐵路發(fā)展的需要。針對(duì)這種情況，開發(fā)一款適合鐵路系統(tǒng)120型空氣制動(dòng)閥結(jié)構(gòu)及工作原理的培訓(xùn)系統(tǒng)具有重大的工程意義。本課題是在此背景下研究開發(fā)了120型貨車空氣制動(dòng)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。
　　 本

2、文以三維動(dòng)畫仿真技術(shù)為開發(fā)依據(jù)，針對(duì)目前鐵路現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)方式存在的不足提出問題需求，首次開發(fā)出一套適合鐵路貨車系統(tǒng)制動(dòng)閥原理教學(xué)的三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括制動(dòng)閥原理和各部件作用位原理，三維演示以交互方式進(jìn)行展示，課題包括模型建立、氣體表現(xiàn)形式、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等環(huán)節(jié)，力求逼真表現(xiàn)制動(dòng)閥的作用原理，以易懂、形象、操作方便為開發(fā)原則，最大限度使學(xué)員掌握其原理，達(dá)到教學(xué)目的。
　　 三角網(wǎng)格模型簡化算法的實(shí)現(xiàn)，有效提高了系統(tǒng)繪制速度。通過對(duì)漸

3、進(jìn)網(wǎng)格簡化算法分析，提出基于漸進(jìn)網(wǎng)格簡化算法的半邊折疊簡化算法，對(duì)制動(dòng)閥網(wǎng)格模型進(jìn)行簡化，解決了模型復(fù)雜度與存儲(chǔ)、傳輸、處理，特別是實(shí)時(shí)繪制之間的矛盾。
　　 研究開發(fā)了空氣制動(dòng)閥氣體粒子系統(tǒng)表現(xiàn)，基于幾何建模方法--粒子系統(tǒng)的基本原理及工作流程，采用了圖形學(xué)中紋理映射、公告板技術(shù)和動(dòng)態(tài)生成視點(diǎn)替用特效技術(shù)，結(jié)合Maya特效實(shí)現(xiàn)氣體繪制真實(shí)性與實(shí)時(shí)性的兼容。
　　 本系統(tǒng)利用三維動(dòng)畫關(guān)鍵幀技術(shù)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)閥各部件運(yùn)動(dòng)仿真，采

4、用二維、三維演示系統(tǒng)實(shí)時(shí)切換的方式提高了培訓(xùn)效率；探討了粒子系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和真實(shí)性矛盾問題，同時(shí)利用材質(zhì)屬性達(dá)到系統(tǒng)逼真化效果；碰撞檢測(cè)與遮罩技術(shù)相結(jié)合，有效的約束了氣體粒子的運(yùn)動(dòng)并解決了粒子外溢現(xiàn)象。
　　 該系統(tǒng)可作為我國鐵路貨車方面制動(dòng)閥的教學(xué)培訓(xùn)工具，可提高鐵路各路局檢修人員培訓(xùn)效果，為企業(yè)降低培訓(xùn)成本做出積極貢獻(xiàn)。本課題第一次實(shí)現(xiàn)了我國鐵路貨車用120閥原理利用純?nèi)S模擬方式進(jìn)行仿真培訓(xùn)，填補(bǔ)了我國空氣制動(dòng)系統(tǒng)難以用三維形