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基于Unity3D的弯扭组合虚拟仿真实验的设计与开发

目录

一、内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

（1）虚拟现实技术在工程教育中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

（2）弯扭组合对结构性能影响的研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

（3）Unity3D平台的优势分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2研究目的和任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

（1）明确研究目标和预期成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

（2）确定研究内容和关键问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

（3）设计实验方案，包括实验模型和测试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．11

二、文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.1弯扭组合理论概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

（1）弯扭组合的基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

（2）弯扭组合对结构响应的影响机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

（3）相关领域的研究成果回顾．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.2Unity3D在虚拟仿真中应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

（1）Unity3D平台介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

（2）虚拟仿真实验的开发流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

（3）现有案例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

三、系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.1实验系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

（1）系统功能模块划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

（2）各模块之间的交互关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

（3）数据流和控制流的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.2关键技术分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

（1）Unity3D引擎的选择与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

（2）弯扭组合算法的实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

（3）虚拟仿真环境的搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

四、实验模型与参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.1实验模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

（1）几何模型的简化与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

（2）材料属性的定义与设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

（3）边界条件与初始条件的设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.2参数设置与调整．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

（1）弯扭组合参数的选取原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

（2）实验参数的敏感性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

（3）参数优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

五、实验过程与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.1实验步骤详述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

（1）实验前的准备工作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49