三维仿真论文范文1
关键词：无机化学实验教学；微型化；探究性
如何为我国中药事业发展输送具备坚实化学基础的合格中药人才，进而推进中药现代化进程，对于无机化学尤其无机化学实验教学的内容、方法和模式提出了新的挑战。目前无机化学实验教学中仍有诸多问题尚需改进，笔者从实验内容、教学方法、教学过程、考核评价方式等方面对无机化学实验教学进行了系统分析。
一、目前无机化学实验教学中存在的问题
1.无机化学实验课程内容和实验方法比较陈旧，无法适应当前中医药学发展要求。目前，无机化学实验课程的教学内容是以2006年教学大纲为基础，课程内容和实验方法近年虽进行了修订，但无机化学实验教学内容比较单一，实验方法和设备仍比较陈旧，特别是在学生创新能力、研究能力方面已经不能满足现代中医药学技术高速发展对人才培养的需要。
2.无机化学实验课程教学方法和教学模式比较单一，无法激发学习主动性和主动学习的兴趣。传统的无机化学实验教学中，教学模式是教师讲解实验原理和操作内容，重点提醒注意事项，学生们再开始操作试验，验证课本上的实验结果，实验内容和操作步骤必须按照教材规定进行，在此过程中是机械性的，没有改进创新。这种教学模式抑制了学生学习的主动性和探究能力的培养。
3.无机化学实验课程的考核评价方式不够科学，无法全面评价学生能力。以往的化学实验课程考核评价方式基本上由教师根据学生的实验报告做出终结性评价，评分细则不够详细，评价分数比较笼统，对学生实验过程中的操作细节、科研意识和创新能力如何，无法具体、细致地进行形成性评价。为适应当前中医药学教育发展的要求，无机化学实验教学应从试验内容、教学模式、教学评价方法等方面进行改革，采取以基本实验内容和实验方法为基础，开展微型化实验，开发计算机三维仿真模拟实验教学，提高无机化学实验课教学质量，培养学生的学习主动性和创新能力。
二、无机化学实验教学的改革内容
1.改革无机化学实验内容，适应现代教学新理念，激发学生学习主动性。（1）选择具有代表性的基础无机化学实验，夯实学生基础知识水平。无机化学实验教学的目的首先是使学生通过实验课程学习，充分理解基本概念，熟练掌握基础理论，在此基础上对无机化学原理融会贯通。基础过硬，是现代中医药学对综合型、复合型人才的基本要求。因此，实验内容必须在教学目标的基础上确定，主要是基本操作训练和基本原理验证的实验。这些实验训练了学生的实验操作基本功，夯实了学生无机化学基础知识，其基本技能得到较全面提升。（2）增加探究性实验研究内容，培养学生科研能力，适应现代中医药发展需求。探究式实验主要是在学生已经掌握无机化学基本知识的基础上，让学生自主设计一些简单的实验，通过探究式实验，锻炼学生的主观能动性、创新思维和合作精神。探究性实验教学的过程是：提出问题→找出原理→设计方案→完成实验→得出结论→评价结果。探究性实验教学的过程环节是一种创新理念。学生要在课前预习实验要求，针对疑问设计合理的实验方案，在此过程中改进实验方案和内容。而教师则是要充分掌握探究性实验原理的相关理论，对在实验过程中可能出现的疑虑或难点有相应的预估，适时地引导学生合理地设计实验过程，启发学生寻找创新点。在评价实验结果时，学生要依据实验数据和现象，分析实验的成功与失败，提出进一步改进的方法和建议，使学生的综合能力得到提升。
2.改革落后教学模式，转换无机化学实验课程中教与学的关系。无机化学实验教学最重要的是开发和培养学生的创新意识，创造性地运用所学的知识探究未知中医药现象。传统的实验教学方式无法实现上述任务。因此，对当前的教学方法进行适当的改革势在必行。在传统无机实验教学中，教师的“教”的过程占主导，先由教师阐述和演示，学生按设定的步骤操作，学生在实验教学中被动地接收知识。改革后的无机化学实验教学中，先由学生依据实验目的，课前熟知实验内容，课中合理安排实验步骤，实验课程以学生的“学”为主导。当然，如果学生对实验内容和实验步骤理解不透彻、设计不合理时，教师课上及时提醒并引导改正。这种模式激励了学习主动性，提高了创新思维的能力。教学效果与传统无机实验教学有天壤之别。
3.改革无机化学实验课程教学方法，将经典与现代有机融合。（1）将无机化学实验进行微型化教学改革，符合“创新”化学的新理念。优选出适合微型化、绿色化实验项目；利用常规实验仪器进行微量、半微量实验操作。例如：将药用氯化钠杂质限量检查、电解质溶液、醋酸的电离平衡常数和电离度测定等项目，进行了微量—半微量化研究。节约试剂，降低成本；微型实验试剂量减少，操作简便，反应时间缩短，可节省时间，提高实验室利用率；可降低环境污染；微实验可避免高危试剂（如浓硫酸）伤害，提升安全性。培养学生环保意识，激发学生创新精神。（2）开发三维虚拟仿真实验系统，实现无机化学实验网络教学，增强自主学习和科研能力，提升实验教学效果。无机化学三维虚拟实验系统将实验室环境、设备、仪器和试剂进行三维数字建模，创建一个逼真的实验室环境。学生通过设定的实验步骤，以交互方式操作三维仪器设备、实验对象，完成整个实验流程。制定出一套符合中医药及其相关专业无机化学实验教学要求的实验训练和考核体系。使学生在仿真系统中选取需要的实验仪器和试剂，根据常规试验或科学研究的要求，设计实验过程和操作步骤，添加实验药品、计量完成实验。并在虚拟操作完成后给出错误操作指示，例如：药品加入不准确、实验结果不合理等。借助虚拟现实技术使得实验操作突破设备、试剂、场地等条件的限制，随时提供给学生实验的机会，学生可以在虚拟仿真系统反复操作，在保证教学效果的同时，节省成本，远离污染，熟练了基本操作，提升了创新能力、科研能力，完善了评价体系。
4.改进实验考核方法，科学合理地评定学生成绩。（1）根据课程要求和专业特点，学生可自行设计一些简单的实验，以研究小组的形式，进行探究式实验，锻炼学生的学习主动性和创新思维，培养团队协作精神。（2）开发三维仿真虚拟实验教学，虚拟系统保留学生操作记录，实时进行形成性评价和终结性评价。（3）撰写探究性实验论文和科学研究小论文。根据自主实验结果并查阅文献，利用课外时间撰写论文，提高学生的科研能力和科研论文写作水平。
三、无机化学实验教学改革总结
我们从无机化学实验课程的实验内容、教学方式和考核评价方法等方面进行了全面改进。首先，通过教学改革，增强了实验教学互动性，培养了学生学习的积极性和主动性，增进了学生的团队协作能力和使命感。其次，探究式实验的开展增强了学生对无机化学实验的兴趣，形成了相对持久的探究兴趣和创造兴趣，为以后学生从事科研工作奠定了良好的基础。再次，三维仿真虚拟实验的开发使用，实现人机网络互动，增强了学生自主学习，避免在实际实验操作中因失误操作带来的燃烧、爆炸等危险因素，可以让学生安心操作实验，提高理论知识和技能，节省仪器、试剂以及教学资源的投入。培养了实验技能和学生独立设计实验的能力，锻炼了分析问题和解决问题的能力，增强了科研意识。最后，实验成绩的评价体系改革在现有的终结性评价（实验报告）基础上，增加了形成性评价的方式和内容，使无机化学实验教学评价体系更科学、更完善。总之，无机化学实验教学改革是任重而道远的，在教学实践过程中只有持续地探索研究、优化和总结，才能全方位地提升学生综合素质水平，只有这样才能跟上社会的发展和教育发展步伐，培养出社会需要的高素质高水准的中医药学专业人才。
参考文献：
[1]赵杰,穆伟,冯宇.无机化学实验教学中培养学生创新能力的研究[J].广州化工,2016,(06).
[2]张晓丽,吴品昌,史锐.无机化学实验教学改革与实践[J].辽宁中医药大学学报,2012,(07).
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关键词：现代设计方法；机械设计；课程设计；实施措施；考核改革
《机械设计》课程设计是机械专业关键的一门实践课程，是学生除毕业设计外唯一一次专业基础知识的集中应用，是首次系统地使学生熟悉机器设计流程，锻炼并提高设计能力的一次练兵，同时为后续毕业设计及工作期间的研究工作打下坚实的基础。当前许多高校《机械设计》课程设计仍采用传统设计方法，其考核资料主要通过手工完成。随着计算机技术快速发展，现代设计方法已成为当前机械设计的常用方法。无论是学生毕业后从事机械设计工作还是进一步深造都需要至少掌握2~3种现代设计方法。机械类教学质量国标中规定人才培养基本要求在业务方面要求“具有在机械工程实践中选择、运用相应技术、资源、现代工程工具和信息技术工具的能力。”同时，提出机械工程专业核心知识领域要求包括“计算机应用技术”[1]。部分高校业已开展现代设计方法在《机械设计》课程设计中的应用研究，提出利用计算机技术进行二维绘图、三维建模、运动仿真及有限元仿真等改革思路[2-4]。但现代设计方法在课程设计中的具体实施措施及相应的考核改革措施，还需深入研究。本文以机械工程专业学生为研究对象，结合本校教学实际和当前社会需求研究现代设计方法在课程设计中的具体应用，同时研究相应的考核改革，从而达到提高学生设计能力的目的。
一现代设计方法的选用
现代设计方法有很多，在学生时间有限及精力有限的情况下，应结合学生实际和今后工作需要优选出常用的几种现代设计方法。
(一)现代设计方法特点
当前，设计已经从传统设计迈向了现代设计。传统设计是以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行的设计。学生主要借助《理论力学》、《材料力学》、《机械原理》和《机械设计》等课程知识和《机械设计手册》进行设计。主要采用手工计算，为经验分析、近似计算，且设计速度慢、设计质量不高，仅能进行简单结构的宏观计算。而现代设计则在继承传统设计精华的基础上，吸收了当代科技成果和计算机技术，可实现定量化、最优化、动态化、可靠性化等设计，设计速度快、质量高，特别是对于结构不规则的复杂零件及动态工况下的零部件设计具有更大优势。目前现代设计方法主要有计算机辅助设计、有限元法、优化设计、可靠性设计、工业造型设计、绿色设计、动态设计、反求工程设计、人机工程、人工神经元计算方法等等[5]。每种现代设计方法侧重点及应用领域不同，并不是每台设备及其零部件的设计都需要应用上所有的现代设计方法。计算机辅助设计、有限元法、优化设计是当前机械设计最常用的现代设计方法。
（二）前期现代设计方法学习基础
作为培养高层次机械设计人员的高校需要紧跟时展，培养出满足社会需要的人才。现代设计方法已经成为当前主流设计方法，不仅企业、研究机构、高校设计人员需要掌握现代设计方法；当前本科毕业设计和研究生毕业设计也通常离不开现代设计方法；同时一些重要的学科竞赛也通常需要利用现代设计方法完成，如“全国大学生机械创新设计大赛”、“全国三维数字化创新设计大赛”、“全国大学生机械产品数字化设计大赛”等等。也因此，各高校不断地修改培养计划、调整课程体系来满足人才培养需要，以提高人才培养质量。以本校为例，当前要求机械专业学生在专业基础类课程《机械制图》、《机械原理》中学习计算机辅助设计技术。计算机辅助设计技术主要是指CAD二维绘图及三维建模技术，是现代设计技术在机械设计行业中最早也是最基础的应用。目前学生在学习《机械设计》理论课之前，基本掌握了CAD二维制图及三维建模方法；同时，在学习《机械原理》课程时，同学们对三维运动仿真有了初步入门。除此之外，学生已完成了一门计算机编程语言，如VC、VB或PYTHON等语言的学习。
（三）现代设计方法选用
《机械设计》课程设计只有短短的3周时间，不能应用大量的现代设计方法。需结合课程设计特点、学生基础和社会需求选择现代设计方法。《机械设计》课程设计通常是进行二级减速器设计。减速器主要由传动系统（通常为齿轮或蜗杆传动系统）、轴系（包含有轴及轴承）、箱体及减速器附件等组成。传统的课程设计方法是：学生运用前期课堂所学知识，按照经典理论、经验公式和经验数据进行各零部件的设计和选型。在二维设计中，一些同学投影知识薄弱且空间意识不强，图中经常缺线，甚至出现零件与箱体干涉、箱内齿轮外径超过箱体外壁等严重问题；由于学生工程知识薄弱，齿轮轴的结构设计常常不合理，要么无法定位，要么装配困难或无法装配；同时，大多数同学们仅从功能实现角度进行基本设计，未从整台设备的轻量化、小型化、经济性角度进行深入设计；此外，对于受力复杂的齿轮阶梯轴仅从理论上宏观地进行了危险截面的疲劳校核，而未深入分析局部结构、特别是具有应力集中部位的应力应变情况。鉴于学生在课程设计之前初步掌握了计算机辅助设计方法，同时为了让学生能直观地了解所设计零件的结构、装配情况及运动情况，因此，要求学生在课程设计中利用计算机辅助设计方法完成减速器的CAD二维制图、三维建模及三维运动仿真。通过本课程设计的实例练习，有利于学生熟练掌握计算机辅助设计方法。现代化产品通常对产品的轻量化、经济性都有较高要求，有必要培养学生相关的设计思想及设计技能。学生可在老师指导下利用现代设计方法中的有限元法和优化设计进行设计。这也可为学生下一步选修《机械CAD与CAE应用技术》和《现代设计理论及方法》课程打下基础；或为未选修这两门课程的同学提供入门教学，有利于学生在后续毕业设计及走上工作岗位后快速掌握这两种现代设计方法。通过上述分析，拟选计算机辅助设计、有限元法和优化设计三种现代设计方法应用于《机械设计》课程设计中。
二现代化设计方法的具体实施措施
结合学生软件学习情况、学生自身能力，并考虑课程设计时间因素，提出3种现代设计方法具体的实施措施。
（一）计算机辅助设计的应用实施措施
因学生基本掌握了CAD二维制图及三维建模，并对三维运动仿真有了初步入门。要求学生在理论课结束前利用三维软件完成整个减速器建模及组装（图1[6]），并在指导老师的指导下及查阅相关文献[7-9]进行运动仿真的设置。具体方法见本人论文《穿插式教学在《机械设计》理论课及其课程设计中的应用研究》[10]。计算机辅助设计软件可根据学生已掌握的软件自行选择，如AutoCAD、Pro/E、Creo、UG、CAXA等常用软件。预计2天时间完成减速器运动仿真分析。要求所有同学都必须完成减速器三维建模及其运动仿真分析。
（二）有限元仿真设计的应用实施措施
常规的课程设计时，学生是按照理论公式得到各零部件的尺寸，对于复杂结构处的局部应力强度难以进行精确校核。可通过有限元仿真对零部件，特别是应力集中处的应力强度进行精确校核。但在课程设计时学生未接触有限元仿真方法，在短时间内很难让学生熟练运用。基于此，可只分析复杂受力件析，比如仅对齿轮轴进行有限元分析。先将事先录制好的傻瓜式减速器齿轮轴有限元仿真教学视频发给学生，要求学生参照教学视频进行有限元仿真计算；考虑时间因素，要求学生只需在所设计的齿轮轴中选取一根轴进行仿真分析。预计3天时间完成减速器齿轮轴的限元仿真分析。要求所有同学都必须完成此任务。
（三）优化设计的应用实施措施
能进行机械优化设计的软件很多，如可通过ANSYS、MATALAB等具有优化模块的软件直接优化实现。然而，大部分学生前期未进行相关软件的学习，在课程设计期间也难以深入学习新的软件。此外，优化设计涉及的领域很多，可进行成本、寿命、体积、重量等多目标的优化。鉴于学生前期已进行了VC、VB、PYTHON等编程语言的学习，可建议优秀的学生利用编程软件进行重量优化，可参考《现代设计理论与方法》[3]中单级齿轮的优化实例或相关文献进行；对已掌握优化设计专用软件或自学能力强的优秀学生，可指导其利用优化软件直接进行优化。此次优化设计可以为后续《现代设计理论与方法》课程的学习进行铺垫。由于优化设计存在一定难度，只作为选做任务。
三考核改革建议
新的课程设计增加了计算机辅助设计、有限元法、优化设计（选做），则需在传统考核基础上进行改革，以体现并进而提升学生应用现代设计方法的能力。本校传统的考核方式：平时成绩占40%，期末成绩占60%。其中平时成绩主要由出勤、阶段成果检查和平时表现成绩组成。期末成绩主要由手绘图纸（一张0＃装配图和3张零件图）、手写说明书和现场答辩三部分成绩组成，依次占比30%、30%和40%。主要通过改革期末成绩考核方式来考核学生运用现代设计方法的能力。图纸资料中，考虑既要考核传统的手工绘图能力，又要考核计算机绘图能力，同时，也便于指导老师指导修改，则建议考核的图纸资料由手工图和计算机绘制图两种组成。建议草图和轴零件图保留手工绘制要求，其他图则可由计算机绘制。说明书资料可采用电子版本，内容不仅包括传统的撰写内容，还需增加三维建模、运动仿真和有限元仿真相关内容。现场答辩中，除了考查传统的设计知识外，还要求学生现场进行减速器运动仿真演示，并问询有关有限元仿真内容。改革后的期末成绩由图纸、报告、现场答辩、现代设计方法应用四部分成绩组成，依次占比30%、30%、30%和10%。此外，对于进行了优化设计分析的同学，可酌情在总分上加2~5分。
四结论
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关键词：毕业设计；技术融合；软件研发
引言
BIM（BuildingInformationModeling，建筑信息模型）是继计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，简称CAD）技术后建筑领域出现的又一次革命性的计算机应用技术，已广泛应用于土木建筑、工程管理等领域。BIM贯穿于工程项目的全生命周期各个阶段，是工程信息的高度集成，为建设项目各参与方提供工程信息交换与共享的平台。自2002年以来，BIM逐渐被引入工程建设领域，现已被全球建筑界广泛认可。虽然BIM技术在我国起步较晚，整个市场尚未成熟，但是随着信息技术的快速发展，业主对BIM的认知与认可度越来越高，更多的应用价值被挖掘出来，整个BIM市场正迎来爆发式增长。毕业设计是大学阶段最重要的专业综合实践环节，通常设置在最后一学期，是大学四年所学知识的综合运用。随着BIM技术的快速发展与普及，其相关课题正在逐步被引入建筑学[1,2]、土木工程[3,4]、工程管理[5]等专业的毕业设计教学中，取得了一些教学成果。但仍存在前期课程设置不合理、课题方向前沿性不足、软件研发类课题偏少等问题，亟须加以改进和完善。本文归纳总结了与BIM技术相关的毕业设计课题方向，并给出相关案例，提出了提升毕业设计效果的几点建议，可以为BIM技术相关专业的毕业设计提供借鉴和参考。
1基于BIM技术的毕业设计课题方向
目前与BIM技术相关的毕业设计聚焦于基础应用、技术融合和软件研发等三个主要方向，如图1所示。
1.1BIM基础应用方向。BIM基础应用多数是基于BIM软件开展相关应用研究，是目前毕业设计的主流课题方向。如采用Revit软件建立三维信息模型，在此基础上进行施工图深化、碰撞监测、进度模拟、工程量统计、造价分析和三维动画展示等工作。早期的研究对象以房屋建筑为主，目前已拓展至桥梁、隧道、地铁等公共基础设施。在BIM应用软件方面，建模软件以Revit最为常用，碰撞检查和动画模拟多数采用Revisworks软件，工程算量和造价分析则常采用广联达和鲁班等国内软件。总体来看，该方向的毕业设计课题以应用为主，课题的完成情况与研究对象的复杂性、研究内容的丰富性、研究成果的实用性密切相关。随着信息技术的快速发展，当代大学生的计算机应用能力、新知识接受能力和创新能力也在不断提高，早期以多高层房屋为对象的“建模+动画+算量”的毕业设计课题已难以满足培养目标的要求。因此，该类课题的研究对象正逐步拓展至超高层建筑、大跨空间建筑、钢木结构建筑、地铁隧道等公共基础设施和市政工程项目；研究内容也延伸至进度控制、成本管理乃至运营维护等多个方面；同时，研究课题也越来越多地来源于实际工程，研究成果的实用性已成为毕业设计成绩评定的重要依据之一。
1.2BIM与前沿技术融合方向。随着BIM技术的逐步普及，其应用和研究正在从传统的辅助设计施工向多技术融合的方向发展。如BIM与RFID（RadioFrequencyIdentification，无线射频识别）、BIM与GIS（GeographicInformationSystem，地理信息系统）、BIM与VR（VirtualReality，虚拟现实）、BIM与AR（AugmentedReality，增强现实）、BIM与三维激光扫描、BIM与结构健康监测等前沿技术融合方向。以BIM与RFID技术融合为例，在传统的施工现场，大批量地进行构件验收、安装时，主要通过人工方式填写报告、录入数据，信息延误的现象时有发生，工作人员常常无法判断构件的真实状况，很容易发生错误，导致各类问题频发。利用RFID技术可以实时追踪、监控构件的生产、运输、安装和运维状态，并以无线网络即时传递信息到BIM数据处理平台，可以实现对构件的实时追踪，解决信息错误和丢失等问题，能有效地提高工程项目的管理效率和经济效益。该类毕业设计课题通常要求指导教师有一定的前期研究基础，有时采用校企联合指导方式，由企业导师制定课题的研究内容，毕业设计开展过程中由校内和校外导师共同指导。
1.3BIM软件研发方向。BIM的核心思想是信息的集成、交互与共享，模型是载体，软件是工具。在BIM软件平台研发方面，国内外各大软件开发商已经开发了各类适用于建筑不同阶段、提供不同功能的商业BIM软件。如，美国Autodesk公司推出的Revit、Navisworks、Civil3D等BIM软件；美国Bentley公司推出的ABD（AECOsimBuildingDesigner）软件；此外还有Tekla公司开发的专用于钢结构设计的Xsteel软件，Graphisoft公司的ArchiCAD软件等。国内也有广联达、鲁班、PKPM、3D3S等公司开发的相关BIM软件。虽然商用BIM软件已较为成熟，但针对不同对象、不同功能、不同企业均存在一定的局限性，尚需定制研发。相比于BIM应用方向，软件研发类课题一方面要求指导教师有前期研究基础，另一方面要求学生有一定的编程基础，更重要的是对软件编程有兴趣。此外，也有部分研发类课题不需要编写代码，只需要设计软件功能和操作界面等，具体编程工作由他人或企业来完成。
2基于BIM技术的毕业设计案例
2.1BIM基础应用方向毕业设计案例。以同济大学本科毕业论文“超高层建筑模架装备模块化仿真设计与建造技术研究”为案例。该论文以上海市真如城市副中心A5地块项目1号办公楼为实际工程背景，借助BIM工具对钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备开展研究，完成的主要工作包括：（1）对钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备系统组成和工艺原理进行归纳总结，对超高层结构核心筒使用钢平台模架装备关键技术进行分析，包括模架的现场安装、标准层施工、桁架层施工和墙体收分层施工等技术；（2）分析钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备的模块化设计方法，初步确定模架标准构件库，根据模架装备标准构件创建Revit参数化族库，对标准构件和非标准构件进行组合，并进行整体钢平台模架装备的虚拟预拼装；（3）根据二维设计图纸建立该超高层建筑的核心筒模型，采用Navisworks进行整体钢平台模架模型和核心筒模型的合模，对钢平台模架施工关键技术进行可视化施工模拟。毕业设计成果提出了一种钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备的模块化方案，借助BIM软件建立了模架标准模块构件族以及核心筒模型，完成了模架模块的组合与拼装，实现了模架装备和核心筒的合模，并对钢平台安装、标准层施工、收分层施工等进行了三维可视化分析。图2为BIM模型及动画模拟的部分界面。该毕业设计的研究成果已应用于实际工程项目中，对模架装备的模块化和BIM技术的推广具有积极作用。
2.2BIM与前沿技术融合方向毕业设计案例。目前，BIM与GIS、VR、RFID、三维激光扫描等技术的融合交叉应用已成为工程界和学术界的研究热点。以三维激光扫描为例，该技术是测绘领域继GPS之后的又一次技术革命，通过高速激光扫描测量方法，大面积、高分辨率地快速获取物体表面各点的坐标、反射率、颜色等信息，基于这些大量、密集的点信息可快速复建出真彩色三维点云模型，为后续的数据分析等工作提供准确依据。该技术具有快速性、非接触性、穿透性、高密度、高精度、实时性强等特点，很好地解决了目前空间信息技术发展实时性与准确性的颈瓶。以同济大学本科毕业论文“基于BIM技术对既有建筑快速建模方法的研究”为案例，该论文针对目前既有建筑建模时面临的竣工图纸无迹可寻、空间几何信息难以采集、建筑物细部特征难以捕捉、测量所需时间及金钱成本过高等问题，采用三维激光扫描技术对上海某演艺场所进行扫描，利用JRC3DReconstruction软件对点云数据进行降噪与配准，再采用ICP算法进行平滑操作，最后对该建筑进行整体建模，生成的三维模型见图3所示。该模型已用于其改造工程的后期设计与研究工作中。
2.3BIM软件研发方向毕业设计案例。以同济大学本科毕业论文“基于二维码的钢结构构件追踪管理软件研发”为案例，该论文从研究国内外钢结构BIM建造管理平台入手，分析了构件信息追踪管理平台的研发和应用现状，将BIM技术与二维码技术相结合，设计了基于二维码的钢结构构件追踪管理软件主要功能和界面，基于B/S架构，采用Html、JavaScript和Neo4j等语言初步实现了构件追踪和进度管理等基本功能。构件追踪界面见图4所示，软件对每一根构件生成唯一的二维码，支持单独或批量下载功能。二维码存储构件的编号、安装位置、尺寸、长度和质量等基础信息。用手机扫描二维码即可查看构件的报验和质量检验等详细信息。通过二维码功能，可追踪构件的生产、制作、运输和安装等全过程信息，实现对构件加工和安装中的质量监控信息以及构件安装进度信息的实时掌控，而这些信息直接反映到构件的位置管理、质量管理和安装进度管理中，为这些管理活动的进行提供了帮助和支持，追溯到最上层则实现了加工制作计划的实时调整，而加工制作的调整又决定了现场施工情况。此外，通过二维码信息能够直观快速地发现现场质量问题，解决现场管理人员携带图纸及查询资料不方便等问题，提高了现场工作效率。本软件的开发涉及BIM模型的解析、上传和显示等功能，这些功能的实现需要大量的编程工作，很难由一位本科生在毕业论文周期内完成所有工作，因此，软件的前期开发工作已由指导教师团队完成，本论文主要是实现了基于二维码的钢结构构件追踪管理功能模块的设计和研发工作。
3提升基于BIM技术的毕业设计效果建议
3.1增加前沿课题数量。目前，BIM方向的毕业设计仍然以“建模+动画+算量”的软件应用型课题为主导，虽然该类课题的实用性强，但往往工作量大而难度不大，特别是对一些研究型高校的学生，该类课题的毕业设计主要是提高了学生的BIM软件使用能力，对学生的创新性培养不足。随着信息技术的快速发展，建议增加BIM与物联网、大数据、VR、AR等新型技术相结合的毕业设计课题，提高学生的实践能力和创新能力。此外，现有的主流BIM平台均被国外垄断，亟须发现和培养一批专注于软件研发的学科交叉类学生，可以通过增加平台研发类课题，锻炼学生的研发能力，为其将来的工作和继续深造打下基础。
3.2加强校企合作。BIM技术无论是软件使用、平台研发，还是与新技术的创新应用，均具有很强的实践性。目前，很多土木建筑类大型企业均配备了BIM技术中心，具有较强的BIM应用、产品和新技术研发能力，而在国内高校中专职从事BIM教学和科研的教师非常欠缺。通过校企合作，可以弥补校内指导教师BIM实践能力的不足，促进产、学、研全面合作，充分发挥学校与企业在BIM人才培养过程中的职能作用，实现优势互补、资源共享，强化实践育人环节，对于提高人才培养质量具有积极的意义[6]。针对于此，同济大学与上海建工、华东建筑设计院等单位已建立了长期的校企合作关系，与BIM技术有关的毕业设计课题多数来自于企业，部分毕业设计成果已直接应用于实际工程，取得了较好的教学效果。
3.3重构现有课程体系。近十年来，虽然BIM技术和软件已有长足的进步，正向设计已开始应用，但逆向建模仍是主流，在毕业设计中也最为常见，即学生根据二维CAD图纸创建其建筑、结构及机电等三维BIM模型。从已有的毕业设计效果看，存在两方面的问题，一是许多学生的识图能力较弱，特别是机电图纸的识图能力非常欠缺，需占用大量的毕业设计时间来提高识图能力；二是学生的BIM软件操作能力不足，很多时间被用于软件学习中，实际的毕业设计工作时间被大量挤占。目前，很多高校没有单独设置BIM课程，或者虽然单独设置但将其作为选修课，普及面不广，这就需要我们对现有的课程设置体系进行完善和重构。考虑到BIM技术的应用领域非常广泛，笔者建议将BIM技术的教学融入专业培养体系中，如：将BIM技术引入工程制图、房屋建筑学、钢结构和混凝土结构设计、土木工程施工、工程项目管理等多门课程中，特别在课程设计中，将其作为一项必修内容。通过BIM技术的三维可视化、虚拟仿真、信息共享等功能实现课程体系的有机整合。
4结语
三维仿真论文范文4
关键词：机械专业;毕业设计质量;教学方法
毕业设计是机械专业本科生培养过程中的最后环节，也是非常重要的环节。学生将综合运用大学四年积累的专业知识，分析和解决一个复杂工程问题，巩固所学课程的专业内容，弥补课程学习的不足，锻炼学生运用专业知识和工程技术原理解决机械工程领域复杂工程问题的能力，使学生初步掌握科学研究方法。因此，毕业设计质量不仅反映学生对机械专业知识掌握的情况，独立发现、分析和解决问题的能力，而且也能反映学校的教育培养质量。在指导毕业设计过程中，如何采用合适的教学方法以提高毕业设计质量，提高学生学习积极性和主动性，是值得探讨的问题。
一、毕业设计的特点
1.涉及课程广
学生应熟悉《工程图学》《机械原理》《机械设计》《机械制造技术》《机械CAD/CAM技术》《互换性与技术测量》《材料力学》《理论力学》等课程。毕业设计要求学生对这些课程知识进行综合运用，设计出满足特定要求的机械系统。
2.理论性强
学生应熟悉课题背景，应认识到所做课题的价值和意义，完成课题需要解决什么问题，需要采用什么方法和技术原理，需要应用哪些理论作为支撑，如何对课题进行设计验证等。
3.实践性强
机械专业毕业设计本身就是一门理论与实践密切联系的实践性教学专业课程。工程设计类对机械二维制图软件CAD、三维制图软件Solidworks、有限元分析软件ANSYS等计算机辅助设计软件应很熟悉，能够利用绘图软件将设计思想展示出来，并能用有限元分析软件进行传热学、流体力学、静力学、动力学、电磁学等分析，以评估复杂的工程设计。在条件满足的前提下，还应进行试验平台的设计和搭建，进一步验证设计的可行性。软件设计类对计算机语言要求较高，要求学生应掌握C/C++，VB，VC等计算机语言，并熟悉计算机语言调试工具。
二、毕业设计存在的问题
1.毕业设计时间仓促
一般情况下高校都将毕业设计安排在第八学期，同时这个时期也是学生选择就业的时段，在时间上二者就有了冲突。随着近年来就业压力增大，学生把更多的时间和精力放在就业上，然而这个时间毕业设计工作量大，任务重，学生也只能匆忙应对。由于本科毕业设计涉及课程知识较多，范围广，学生做毕业设计时不知道要用哪些知识点。因为缺少具体工程实践经验，学生不知道要从哪里开始做起，导致毕业设计质量难以得到保证。
2.选题随意，指导过程不到位
对于毕业设计的选题，很多学生由于平常缺乏对问题的思考和研究，没有感兴趣的课题，往往会随意选一些概述性题目，没有实际应用背景和理论价值；还有一部分学生寄希望于指导教师，让指导老师定题。指导教师自身在科研和教学中都有定量要求，本身所承担的教学任务就比较重，毕业设计中要指导的学生人数又多，就很容易在指导过程中直接告诉学生怎么做完，学生意识不到做毕业设计遇到的问题在哪里，这是“灌输、填鸭”式指导的体现。
3.学生整理资料能力差
毕业设计首要任务就是搜集资料并整理分析，这也是撰写毕业论文的关键步骤。在大学期间，文献检索能力一般是靠学生自学获得，很少会专门开设一门课来培养学生的检索能力。参加过大学生科创的学生相比没有参加过的学生，这方面能力会有较大差距。未参加过科创的学生搜集资料时大多只会利用百度进行简单的检索，情况好一点的会用知网搜索，能检索外文资料的更是少之又少。对于专利的检索，大多数学生不知道到哪去找和下载。看过专利的学生很少，会撰写专利的学生是极少数。学生将文献资料搜集后，整理资料能力有限，只会把资料无序堆积、东拼西凑，缺乏逻辑，缺少文献分析能力。
4.毕业设计理论分析不足，实践能力差
毕业设计主要是由学生完成，指导教师在毕业设计中只起引导作用，提出修改意见。然而高校在教学中对机械专业学生撰写毕业设计能力的培养做得很少，而毕业设计对理论性和实践性要求都很强，学生在撰写毕业设计时往往不知道如何进行论证分析，无从下手。学生对毕业设计能够提出的方案很少，缺少设计想法，原因是：一方面文献调研能力有所欠缺，见得少，思考少，想法就少；另一方面，在校期间参与工程设计实践少，缺少设计实践经验。有的学生有了多个方案后，方案分析能力不足，不知道该如何选择。对零部件的选择计算不会灵活运用机械设计、机械原理、材料力学等基本知识。对设计的方案，不能表达其优缺点，本质上还停留在仿照设计的阶段，不知道为何要这么设计。毕业设计理论性强会使学生感觉任务困难，课题进展缓慢，对课题失去兴趣和积极性。实践性强会使学生在做毕业设计过程中对实际问题不知道该用哪门课程的什么理论或方法来解决，产生畏难情绪，毕业设计完成不佳。
三、教学方法探讨
1.培养文献检索能力
在大学阶段，文献检索课程尚未普及，大部分学生收集资料的能力仅限于用百度、360、谷歌搜索，缺少专业相关的文献检索培训。笔者在每年毕业设计开始前，会对学生进行集训，针对选定的课题在网上演示如何搜索自己想要的论文、专利、标准和书籍等，然后将整理好的常用检索网站发给学生，解决学生感觉资料少、找资料难的问题。通过培训，学生具有较强的文献收集能力，经过大量的阅读文献，会开拓学生的思路，丰富学生的想象，形成自己的想法。笔者在指导毕业设计过程中发现：学生在调研过程中多多少少都会有自己的设计方案和解决问题的方法，其中还产生了多项发明专利。
2.用问题引导学生
在指导毕业设计过程中，容易出现“灌输、填鸭”式的指导，即很明确地告诉学生第一步做什么，第二步做什么，最后做什么。结果学生做完毕业设计，尚不知哪里有问题，觉得一切都是正常的，没有问题。答辩时，老师问学生解决了什么问题，学生只会说做了什么，不知道解决了什么问题。这种毕业设计的指导是以完成任务为导向的，很显然缺乏对学生发现问题能力的培养。因此，有必要以问题为导向指导学生，激发学生的好奇心和探索欲。实践表明，以问题为导向，可以使学生更深入地了解自己的课题，激发其做毕业设计的积极性和主动性。
3.理论结合实践
在做毕业设计过程中，学生对所设计的对象缺少直观认识和了解。尽管通过调研对课题有比较深入的认识，从理论和原理上能够对课题进行设计，但具体到如何实现，缺少实践经验。因此，学生设计具体零部件时，常常会将完成某个功能的部件设计成一个零件，缺少其加工、安装和维护的考虑。以某学生设计机械手气缸的夹持零件为例（见下图），学生将夹持部分和连接部分设计成一体，主要考虑其夹持和连接功能。在工艺上存在的问题有：零件形状复杂，难加工；安装不方便；互换性差。可见学生缺少工艺实践，设计自然会想当然。为避免这种情况，在遇到类似情况时，为学生提供参考图册或视频，也可以带领学生进工厂参观，观察机械零部件的实际形状、结构和尺寸，实地考察零部件加工过程，进一步熟悉机械加工工艺过程，加强学生实践经验的学习和积累。
4.应用有限元仿真技术
三维建模是机械专业培养过程中的一个必修环节。通过学习，学生基本可将自己的想法通过三维建模软件进行实例化，常用的建模软件有Solidworks、Catia、Pro/Engineer等。毕业设计涉及的三维模型一般都比较复杂，很多学生不知道如何验证其可行性。笔者在带毕业设计时，学生提出窥视窗装配机的设计方案后，提问：窥视窗重量达10吨，怎么知道装配机的结构能够承受如此大的重量。由此可见，学生对复杂的问题不会简化成已学的悬臂结构，计算其弯曲强度，采用强度理论进行校核；此外，学生不了解有限元原理，不知道有限元仿真软件可以计算出模型结构中任何位置的应力和变形，然后同样也可以采用强度理论进行校核。因此，当学生设计出自己的模型后，对其进行有限元仿真培训，让其直观感受到设计的可行性，可激发学生的学习兴趣，培养其机械设计能力。
四、结束语
通过分析机械专业毕业设计的特点及教学过程中存在的问题，结合实践教学，采用四种教学方法提高了学生学习积极性、主动性和毕业设计质量。培养文献检索能力可以使学生产生自己的设计方案；用问题引导学生可以使其找到解决问题的方法；理论结合实践可使学生设计出更加符合实际的零部件；应用有限元仿真技术可使学生对设计可行性有直观的认识。以上方法在毕业设计教学过程中的使用取得了很好的教学效果。
参考文献：
[1]金怡果.卓越工程师背景下机械类本科毕业设计问题探讨[J].教育教学论坛，2018
[2]张善文，张燕军.机械制造技术基础课程教学实践与探讨[J].中国现代教育装备，2016
[3]张燕军，宋爱平，张善文，张超.互换性与技术测量的国际化教学模式探讨[J].科教导刊（中旬刊），2016
[4]陆静.提高高校毕业设计质量途径的探索[J].大学教育，2014
三维仿真论文范文5
关键词：虚拟现实；空间设计；技术
餐饮空间设计是空间设计中具有针对性的一种，其是指餐饮场所的内部空间设计，主要针对于餐饮的功能空间，包括功能区和设施。进一步划分，通常会根据不同餐饮场所的需求，重点分为餐饮区、厨房区、卫生设施、门厅或者休息前厅等多个空间构成，餐饮空间的各个部分之间按照某种特定的关系有机地组合在一起。其设计是具有多元性、复合性的特点。传统的餐饮空间设计，通过平面分析图来表达各个部分之间的关系。但由于餐饮空间具有一定的限定，围合空间的实体形态可千变万化，式样繁多，因此近年来运用虚拟现实技术对餐饮空间的设计应用十分普遍。虚拟现实技术是现交叉技术学科的前沿，也是现如今众多学者研究的重要领域，虚拟现实技术又称VR，其是仿真技术的一个重要方向，能够通过计算机生成三维立体的逼真图像，或三维立体的视频，交互窗口等，能够形象逼真的展现出如实际实施后的空间设计布局及样式。《虚拟现实与室内设计》于2010年11月发表于ComputerKnowledgeandTechnology，其中提到：“室内设计是一种艺术与技术的综合，传统的设计过程是设计师不断的修改图纸以满足顾客的个性化需求，通过反复修改图纸来确定最终的设计方案，室内设计的表现手法发生了很大的变革，由最初的手绘，到后来的计算机辅助设计的效果图及漫游动画，再到现在采用计算机虚拟现实技术营造高度仿真的虚拟环境和实时的人机交互的设计表现。虚拟现实技术也将成为室内设计表现的最佳方式。”《虚拟现实技术在室内设计中的展示实现》与2016年发表于Scienceandtechnologyculture中提到：“利用VR-PLATFORM可以利用场景进行编写和设计，成功实现这些复杂的控制与交互功能。”通过相关研究分析，笔者得论，虚拟现实技术在餐饮空间设计中的应用能够提升餐饮空间设计的实现。例如，sansinos公司运用虚拟现实技术打造了互联网概念咖啡第一品牌，其以思维打造咖啡类轻餐品牌的理念成为了设计的一大亮点，而运用虚拟现实技术将其设计思维、理念以逼真的视觉图片、视频等展现了出来，让商家一目了然，更由此获得了巨大的成功。虚拟现实技术在餐饮空间设计中的应用能够提升餐饮空间设计的实现，主要以一下几个方面来体现。
一、感知性的提升
以传统的绘图方式的餐饮空间设计只单纯的具有视觉的感知，而虚拟现实技术除视觉感之外，还具有听觉感知、运动感知，甚至是触觉感知。最理想的虚拟现实技术是具有一切人所具有的感知功能。在餐饮空间设计中，主要的空间组合方式是集中式、组团式及线式，或是它们的综合变种。设计上虽然有规律可循，但却也是错综复杂，通过视觉感知，很难让商家对设计的理念和精髓，同时也很难让商家感受到主要空间与次要空间之间的关系，及各个空间的用途。但多感知性能够更直观的将空间布局、空间层次、空间用途等展现出来。
二、存在感的提升
指商家存在于模拟环境中的真实程度。通过绘图商家得到的设计信息，主要以视觉感知及联想实现，而往往联想和现实都会存在偏差，但虚拟现实技术提升了餐饮空间设计作品的存在感，让商家仿佛身临其中。
三、存在交互性、自主性
虚拟现实技术能够创建交互式页面，例如：用户可通过电脑鼠标或屏幕拖拽等方式，模拟现实进入餐厅室内。在模拟的空间中，真实的感受最终设计实现的真实效果。上文中我们提到餐饮空间设计具有多元性和复杂性，其多元性主要表现在于所包含的空间多，各空间的功能有所不同。那么就要将多元化元素合理的进行设计，虚拟现实技术所具有的存在感，能够让复杂的空间关系，更好的展现出来，更为清晰直观的体现出设计者的意图，以及设计的最后实现效果。同时其交互性、自主性能够展现空间的同时，展现空间的功能性，虚拟现实技术的交互性取代了传统的设计师口述和商家的联想，让商家能够清晰明了各空间的用途。以便根据本餐厅实际情况进行修改。餐饮空间设计的复合性是指实体形态的种类多、样式多。餐厅为公共场所，空间活动人员多，人和人的审美观各有不同，这就需要从空间的合理运用到审美风格的界定，做综合的设计整合，虚拟现实技术所具有的感知性，能够让人通过虚拟空间感受空间设计是否合理、舒适，视觉效果、灯光效果等，是否符合商家和大众的审美观。从而进行修正，达到最理想的设计作品。
四、结语
随着时代的发展，科技的进步，虚拟现实技术已经不再是遥不可及的，也不再单纯的运用于前沿领域，通过笔者对此课题的研究发现，虚拟现实技术已经在室内设计、空间设计中有着诸多的应用，并取得了突出的成绩，因其能够大大的提高设计的实现，众多设计师开始跟进时代步伐，学习新技术，与此同时也有众多学者对此课题表现出了浓厚的热度，从多角度对虚拟现实技术在设计中的应用做了论述，本文笔者通过对论文及实例的综合研究，以空间设计中的餐饮空间设计为理论依据，对虚拟现实技术在餐饮空间设计中的应用做了研究和论述，得论虚拟现实技术在餐饮空间设计中的应用能够提升餐饮空间设计的更好实现。
参考文献：
[1]蔡丽娟.《虚拟现实与室内设计》.第六卷第32期2010年11月.
三维仿真论文范文6
一、古建筑档案的来源与收集
1.做好古建筑普查、登记工作的档案收集。积极与城市规划部门和建设管理部门沟通，收集这些部门历史上对古建筑进行普查时获得的珍贵历史资料。这些部门为了做好城市建设规划工作，定期对所属城市的古建筑进行普查、登记，对管辖区古建筑及周围环境进行专项调研与评定。这些工作对各个年代古建筑进行系统的普查与调研，全面掌握了古建筑类别、年代、风格特征及建筑工程等情况，完成了详细的普查和调研报告。我国改革开放初期，各级政府进行城市改造，为了更好地保护历史文化遗产，政府建设管理部门对行政区街、巷的古建筑进行专项普查登记，获取了很多古建筑的历史资料。与这些单位进行沟通，将这些档案进行系统收集。2.对文物、文史等政府文化部门的古建筑档案收集。加强对文物、文史等文化管理部门的古建筑档案收集，这些部门承担着国家历史文化遗产管理和研究的职责。这些部门在对古建筑遗产管理和研究中，收集、积累了大量古建筑方面的系统资料，这些珍贵的历史资料一般都来自于正规渠道，经过了文物学家和历史学家的研究鉴定，具有珍贵的专业价值，是古建筑档案的重要来源。各行政区的文物管理部门和文史研究部门经常研究、编辑、出版与古建筑有关的历史课题和书籍，许多是涉及古建筑及历史文化的资料，应加强对这些单位历史资料的收集。3.对历史文化遗址的抢救性勘测、挖掘工作的古建筑档案收集。古建筑博物馆，古建筑研究所在对历史文献的研究中，经常发现与某一年代文化遗址有关的古建筑线索，这个古建筑或已经损毁或已经从地面上消失，专家们根据有关该古建筑的历史资料，确定这个古建筑的具体位置，经过立项并实施对该古建筑遗址的考古挖掘。另外，在城市建设的旧城区改造中，特别是已知古建筑附近，在进行基础勘测或基础施工中，很多情况下会发现埋藏在地下的古建筑遗址遗迹，残缺的建筑墙体、建筑台阶、建筑屋顶的瓦砾及木质屋脊等等。经过考古研究确定该处古建筑的身份及情况，认真地对挖掘对象的地理位置、建筑格局及建筑残留体等进行详细的记录，形成大量的古建筑考古档案。2012年，沈阳北中街路北地块整体拆迁，沈阳市文物考古研究所在“豫珑城”项目用地内发掘出一座明末清初建筑遗址，运用考古手段寻找发现了努尔哈赤的“汗王宫”，同时也收获了一批该遗址的古建筑档案。4.对建筑专业高等院校和古建筑博物院科研成果的古建筑档案收集。建筑专业高等院校、古建筑博物院一项重要工作就是针对古建筑进行课题研究，获得了很多有价值的古建筑研究成果，这些古建筑成果的研究论文、专著将成为古建筑档案的重要来源之一。现任沈阳建筑大学建筑科学研究院地域建筑研究中心主任、博士生导师、国务院特殊津贴专家陈伯超教授撰写了《盛京宫殿建筑》《沈阳故宫木作营造技术》等研究论文，关于沈阳一宫三陵（清盛京宫阙，清永陵，清福陵，清昭陵）的研究成果为一宫三陵申报世界文化遗产提供了重要的历史证明。沈阳故宫博物院学者铁玉钦和王佩环撰写的研究论文《关于沈阳清故宫早期建筑的考察》，铁玉钦撰写的研究论文《论清入关前都城城郭与宫殿的演变》，对沈阳故宫的大政殿、崇政殿、清宁宫等古建筑有详细的描述。这些研究成果对古建筑具有重要的档案价值，应加强古建筑档案收集。
二、古建筑档案的属性及分类
1.古建筑原始记载文字图纸档案。国家各级博物馆和文物保管单位收藏和保管着一些珍贵的历史档案和文献，有些是完全记载某个古建筑的，有些是在记载历史事件中间接记录某个古建筑的，这些历史档案和文献中古建筑的文字资料和图纸资料是古建筑档案的重要组成部分，我们将这些定义为古建筑原始记载文字图纸档案。1982年春，沈阳故宫博物院学者铁玉钦、王佩环在北京中国第一历史档案馆发现了一张标号为“舆字225号”的满文《盛京城阙图》，在图正中最北端的一个院落赫然以满文标注着“太祖居住之宫”，这张地图终于解开了“汗王宫”遗址的谜团。《盛京城阙图》中所绘的汗王宫是一座坐北朝南的二进四合院，四周有围墙。南面是宫门，整个二进院建于高台之上。高台前端是面阔一楹的穿堂，有台阶可登，类似沈阳故宫的凤凰楼。二进院正北面有正殿三楹，东西各有配殿三楹。《盛京城阙图》属于原始记载文字图纸档案。2.古建筑普查测绘资料和研究成果档案。为了开展古建筑普查和研究，取得有关古建筑研究成果，政府城市建设管理部门对一些古建筑进行测绘与资料的收集，普查和研究结束后形成了由测绘数据和研究报告组成的古建筑普查测绘资料和研究成果档案。古建筑普查测绘资料和研究成果档案具有学术价值和古建筑档案价值，由政府城市建设部门进行集中保管，为未来政府进行古建筑保护提供珍贵的档案资料。中国营造学社是最早研究我国传统建筑的一个学术团体，1930年由朱启钤先生创办，梁思成、刘敦桢等学者于1931年先后加入，他们对中国古建筑进行调研测绘，形成了大量的测稿、图纸及照片，这些成为后来保存于清华大学建筑系的古建筑测绘调研档案。1932年至1937年，学社调查过的县、市有137个，测绘古建筑殿堂房舍1823座，完成测绘图稿1898张，掌握了从汉唐至明清各历史时期的古建筑丰富实物例证。3.古建筑保护修缮档案。古建筑保护修缮工程由很多工作组成，其中一项就是做好修缮记录工作，修缮记录形成古建筑保护修缮档案。古建筑保护修缮档案由修缮前的调研论证、工程计划、施工技术方案、建筑材料选择及工程竣工报告等组成。古建筑保护修缮档案是非常重要的，一是记录了古建筑保护修缮工作的历史情况、技术方法及法律依据；二是记录了古建筑修缮保护工程的质量；三是记录了古建筑原始和修缮保护后的状况。古建筑保护修缮档案对于该古建筑以后的修缮和其他古建筑的修缮保护都至关重要，尤其在对新发现的古建筑遗址进行抢救修缮时，对其破损的内部结构和外部形态进行修缮时，需要参考同年代古建筑的修缮档案进行修缮，最大限度恢复古建筑原貌。4.古建筑研究成果、专著及文献档案。建筑工程院校、建筑研究机构及古建筑博物院的建筑学家，经过课题立项对各个历史时期的古建筑做了许多专题研究，获得了很多有价值的古建筑学术研究成果，撰写了很多研究论文、专著及文献，这些古建筑学术成果成为有价值的古建筑档案。朴玉顺、陈伯超等学者撰写的研究著作《沈阳故宫木作营造技术》，于2010年由东南大学出版社出版。本书采用图文并茂的形式，通过“总论沈阳故宫建筑的形制”“沈阳故宫建筑中大木作的构造特点与营造规律”等章节，阐述了沈阳故宫的建筑布局、营建年代、建筑特色和木作的营造技法等。5.古建筑多媒体声像档案。古建筑多媒体档案主要以磁性材料或感光材料为载体，以音像为主要反映方式，记录古建筑实体及周围现实情景，具有保存价值的照片、录音带、录像带、影视片等新型载体的古建筑历史记录。现代古建筑研究部门，为了真实、准确及科学地掌握和记录古建筑的现实状况，为研究工作提供古建筑形体、结构、材料及色彩等素材，制作古建筑声像档案资料。古建筑声像档案具有真实、生动、形象等特点，古建筑声像档案对于古建筑实体描述和记录是其他档案资料无可替代的。古建筑声像档案对于记录古建筑的意义，既有着记载古建筑原貌的功能，又有反映古建筑保护现状、弘扬古建筑历史文化的作用。
三、古建筑档案对古建筑复建的作用
1.古建筑营造工艺档案为古建筑复建工程设计提供支持。梁思成、莫宗江以中国营造学社名义设计的滕王阁，是中国对“古建筑复建”（滕王阁早已全毁无存）的最早尝试。1942年，梁思成按照宋画《天籁阁》及《营造法式》所示的建筑规范，绘制了《重建滕王阁计划草图》，但当时并未将该草图付诸实施。这个方案讲求科学，无论是建筑设计，还是施工技术，都有详细的档案及研究论证，为利用古建筑档案开展古建筑复建开辟了道路。滕王阁被毁的原因有很多，主要以火灾为主，其次还有战争、自然坍塌、地震等原因。其中最后一次被毁发生在1926年，当时南昌曾被军阀占领，他们害怕城外的北伐军居高临下攻打南昌城，所以一把火把滕王阁给烧了。现在展示给世人的滕王阁是1989年重建的作品，如今已成为南昌有名的地标建筑，气势磅礴，是借助于古建筑营造工艺等古建筑档案完成的。2.古建筑保护修缮档案为古建筑复建施工提供技术帮助。岳阳楼复建工程是综合利用古建筑原始档案和后期修缮档案进行古建筑复建的典型。岳阳楼自建成后，由于战乱、火灾、洪水多次被毁，多次复建，由于岳阳楼原始建设和后期修缮记载的资料保存充分，使1983年复建工程保存了历史的规模、结构及装饰。岳阳楼始建于公元220年前后。北宋元丰元年（1078）十月，岳阳楼毁于火灾。北宋元丰二年（1079）春，岳州知州军郑民瞻重修岳阳楼。清光绪六年（1880），岳州知府张德容重建岳阳楼，将楼址东移六丈多。1922年7月27日湘军进占岳阳，岳阳楼窗梁栋柱等多半被毁。1934年2月17日岳阳楼重修竣工。岳阳楼在晚清、民国战乱后幸存下来，后来逐步得到修整。现在所见的岳阳楼是1983-1984年大修后的成果，保存了清代的规模、结构和大部分的建筑构件，如四根被白蚁蛀空的楠木金柱，经过化学加固处理后仍在继续使用，确属古迹。1983年，国务院拨专款对岳阳楼落架大修，把构件按原件复制更新，历时十个月，保存了55%以上构件原物。一楼民国时加砌的三面砖墙换为明清式样的贴金雕花门窗；二楼镶嵌有清书法家张照书《岳阳楼记》雕屏原物；三楼镶嵌书杜甫《登岳阳楼》诗雕屏。3.古建筑测绘数据档案为古建筑异地复建提供全复制。沈阳建筑大学为了开展古建筑研究和教学设计，对沈阳的多处古建筑进行了测绘，收集了大量的古建筑测绘资料，绘制了大量的建筑结构图、工艺图，利用这些古建筑测绘档案完成了一些古建筑的专题研究和古建筑修缮和复建，如八王寺、十王府、盛京施医院等历史建筑的复建。1882年，英国苏格兰医生司督阁，受苏格兰基督教会的派遣，到奉天开办诊所，应用西医西药为百姓诊治疾病，成为在我国东北地区使用西医西药治疗疾病的第一家医疗机构。诊所地处原盛京，因免收全部费用，经费来自各界商绅和爱国人士捐助，并建成医院，故称“盛京施医院”。“盛京施医院”原址在辽宁省省肿瘤医院院内，该建筑建于1910年前后，属于文物级建筑，由于建筑本身原因被拆除，经沈阳市政府批准，由沈阳建筑大学负责迁移重建。沈阳建筑大学利用建筑测绘档案进行了“盛京施医院”的复建，指导了易地复建的设计和施工，在大学校园按原材料、原貌、原结构进行了复建。古建筑“盛京施医院”拆除后，保留了每一砖和每一瓦，甚至每一扇门和窗，异地于沈阳建筑大学古建筑保护基地内重建。4.利用BIM数字化技术为基础的大数据古建筑档案为古建筑复建提供全方位技术支持。BIM技术核心是利用数字化技术建立虚拟的建筑工程三维模型和完整的建筑工程信息库，BIM在古建筑保护方面的应用主要是基于三维数字技术的全息几何模型、整体建筑信息模型、局部构件信息模型、建筑全生命周期管理及分析四个方面。将BIM技术与GLS、GPS、三维激光扫描、模拟仿真技术等信息化手段相结合，建立古建筑数字化资源数据库和信息化管理平台，有助于古建筑的展示、信息查询、专题研究及修缮和复建。基于BIM技术的古建筑数字化保护实现方法包括信息采集、模型构建、属性信息录入及VR虚拟展示等。利用BIM技术与GLS、GPS、三维激光扫描、模拟仿真技术等信息化手段，准确采集古建筑表面点云数据，导入BIM软件，建立三维BIM模型，在BIM模型中输入各构件的年代、材料、破损情况、保存状况等信息和属性。在虚拟模型中录入古建筑的测绘图、照片、相关古建筑档案信息、历史修缮记录周围环境信息，实现BIM系统下的古建筑信息的全覆盖，为古建筑的修缮和复建提供强大的数据和建筑档案信息支持。
参考文献
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三维仿真论文范文7
专业基础课内容涉及挤压模具从设计、制造、使用及维修到操作整个挤压工艺流程的各个环节，是从事挤压模具行业工作所必备的知识，在课堂教学上应与生产实践和社会环境相结合，理论指导实践，实践促进理论教学。因此，专业基础理论课应以“实用”为本，学生应主修完《金属塑性加工学（挤压与拉拔）》、《塑性加工设备》等课程。专业课程要以“专、精”为准，针对性强。学生应主修完《模具CAD/CAM》、《挤压模具设计》等课程。在专业课程方面，尽管众多高校已对专业基础课程以及基础理论课程进行了较大力度的改革，但课程内容与企业生产实际脱节现象依然存在。在教学改革中，通过精心组织挤压模具专业课程的教学，学生毕业上岗后，能够运用理论知识指导实践生产，灵活变通，逐渐学会解决实际工艺问题。
2积极探索课堂教学方法的改革
上述课程结构的设置是紧紧围绕培养挤压模具专业应用性人才这一目标，基于对学生模具设计能力和解决现场实际问题能力的培养，采取了更加灵活的方法来辅助教学。（1）在课时安排上，尽量精讲一些纯理论性的知识，在满足“够用”的前提下，对于一些复杂的理论推导不再介绍。（2）采用典型案例形象化理论教学内容，是改进挤压工艺课程教学的有效方法之一。为丰富教学内容，增强教学效果，在教学过程中将实际企业中应用的各种挤压加工技术介绍给学生，使学生对所学的专业知识有更深刻的理解。（3）在课堂教学中通过播放现场视频，及时穿插诸多挤压生产行业中出现的热点问题，以此激发学生的学习兴趣，增强学生对所学的理论知识学以致用、活学活用的意识，为将来走上工作岗位或进一步深造奠定了良好的基础。（4）将零件的成形过程采用模型、动画、成形仿真等授课方式展现在学生面前，这比纯粹的理论讲解更利于学生学习和接受。通过学生直观地认识模具结构组成、模具工作过程，增强学生对模具结构零件作用的了解，培养学生对专业课程学习的积极性。
3实践性教学环节实施重点
实践性教学环节是培养学生创新能力的关键环节，为了把学生培养成为技能型人才，要让学生参与到课堂教学中来，增加师生的互动性，增强教学效果。《挤压模具设计》课程在实践教学中更应注重学生的实际操作，反复训练，如增加对模型的认知。对于Autocad、UG、Pro/E等各类二维和三维绘图软件的教学，应注重对学生在熟练操作和创新能力方面的实训。模具制造技能训练环节，是让学生在课程设计阶段设计出模具结构后，在模具制造实验课程中采用快速成型机模仿制造模具，并分析设计出模具结构是否合理。针对上述列举出来的教学环节，可以从以下3个方面进行探讨。
3.1强化学生对软件使用的实训技能
通过对学生就职于现有企业的情况分析，企业要求学生能够熟练运用二维和三维绘图软件设计模具，因此在专业课和实验上机操作的教学过程中，应强化学生Autocad、Pro/E或UG的实训技能。在培养学生具有一定读图能力、空间想象和构思能力的基础上，要求学生能熟练掌握CAD软件绘图和建模的方法和技能；同时应加大学生对软件的使用要求以及考核力度，要求学生在随后相关的课程设计、毕业设计环节，必须运用该类软件进行设计、绘制工程图，以便在进入生产岗位时能快速上手。
3.2更新实验室教学方式，提高动手操作能力
模具结构规格繁多、内部构造复杂。教材中穿插的静态图例大多都是二维视图，学生只能看到主剖面，联想不到三维空间结构，而且图例说明简略，学生读图、看图均感抽象，在很大程度上对学生专业课的学习及后续课程设计和毕业设计造成不利影响。因此，《挤压模具设计》课程体系应增设实验教学模型、数值仿真、动画3种教学模式，在此基础上建立模具拆装、现场教学等多功能模具拆装室。通过对模具的反复拆装和测绘，加强学生对模具结构的感性认识，解决理论课程中难以消化的模具设计细节问题，提高动手能力，加强模具设计能力，有助于学生后续毕业设计的顺利完成。目前实验室对挤压模具教学模型的现场教学已实现了初步阶段，下学期学生就能通过教学模型的现场教学充实课堂学习内容，实现相辅相成。
3.3将数值模拟融入毕业设计，加强引导与互动
毕业设计是实践教学中最重要的一个环节，主要培养学生运用多学科的知识和技能分析与解决实际工程技术及相关问题的能力，学生在修完专业课程和课程设计之后，运用所学理论知识，独立检索资料、调研，拟定设计的技术路线和研究方案，最终完成毕业设计。挤压模具方向的毕业设计要求学生在教师指导下进行工艺分析和模具结构设计，重在训练学生的模具设计能力。学生设计出模具结构后，无法将模具投入生产。由于没有实践经验，学生不能完全确定模具结构的合理性，从而导致模具设计成为“闭门造车”，为此将仿真技术渗透到模具设计中，让学生能熟练运用软件和预先掌握先进的模具设计思想。学生在导师结合工程实际确定毕业设计题目的要求下，正确选择建模方法，对工程实际问题的可行性方案进行验证，并最终建立优化模型。通过近几年来将挤压成形数值模拟融入到毕业设计环节，模具结构设计方向的学生掌握了模具的实际运用，并能大大提高模具设计能力。针对挤压模具方向的毕业设计，可按3个阶段实施：第1阶段为模具设计阶段，大致占全部毕业设计时间的1/4，要求学生独立设计一副挤压模具。此阶段主要让学生阅读大量参考文献，尽可能深入企业调研分析以掌握第一手资料，在此基础上，训练学生紧密结合基础理论知识和实践经验来完成模具设计的能力；第2阶段为软件学习阶段，基本上占全部毕业设计时间的1/4，针对设计中的典型模具设计案例，以铝型材实心型材模为主，先采用三维造型软件Pro/E或UG对模具结构建模，之后利用塑性成型仿真软件Deform对挤压成形工艺过程进行数值模拟；第3阶段为通过对仿真模拟结果进行后处理分析，探讨设计方案和工艺参数的合理性，并制定出模具结构设计优化方案。历经这一教学改革，加强了教师与学生的引导和互动，针对性强，学生应用现代设计软件的能力得到了提高，充分调动了学生做毕业设计的积极性和提高学习工程设计软件的热情，更加锻炼了学生通过设计软件解决实际问题的能力，使学生能够举一反三，将来面对同类专业设计得心应手，全面提高了学生在挤压模具设计方面的综合能力。综观前几届学生在毕业设计阶段的表现，通过对该教学环节进行教学改革和实施，采用仿真技术完成毕业设计的学生几乎都受益匪浅，每年都有学生获得校优秀毕业设计论文的荣誉。
3.4实践性教学考试模式的探索
强化实践教学环节，理论联系实际，才能全面提高学生的综合素质。结合模具专业本身实践性较强的特点，安排实践环节，可以大大提高学生的动手操作能力。例如：在上完《挤压模具设计》专业课后安排2周的专业课程设计。课程设计的选题兼顾实用性和典型性，尽量选择一些实际生产中的实例，提高学生分析实际问题的能力。逐步提高具体要求，让学生根据给定任务，绘制正规的模具装配图，要求有主视图、俯视图、零件图、技术要求及明细栏；学生绘制模具零件图，要求标注公差与配合；学生编写设计计算说明书1份，不得少于12页。该环节有助于学生掌握具体的挤压模具设计思想和设计过程。在实践性教学环节考试模式上，从提高学生的动手能力和设计、操作技能方面入手。以课程设计为例，采用多种考试方法相结合：典型案例模具设计+上机操作+上机考试+实验报告+答辩。通过对铝型材工件的典型案例进行模具的结构要素设计，学生的模具设计能力、绘图能力得到了提升；基于动手能力的培养，侧重上机运行软件练习并结合上机考试绘制模具图，着重考核学生的软件操作和绘图能力，最后通过答辩考核学生获取理论知识的程度。基于实践教学环节的考试模式改革，实训教学质量得到了保证，避免出现同学相互拷贝实践教学考核内容以应付考试，有效地促进了学生自主学习的能力。
4结束语
三维仿真论文范文8
【关键词】BIM技术；工程造价；策略
1决策阶段的成本控制
采用BIM技术进行建筑工程施工成本控制，需要先建立三维模型，同时，将成本维度和时间维度添加到模型中，扩充建筑信息模型的维度，以在工程正式实施之前，模拟工程项目的各项建设方案与建设过程，从而从方案的功能性、经济性以及环保性等方面比较与优化各设计方案与施工方案，减少设计和施工方案的变更，减少重复工作，实现成本控制。另外，利用BIM技术还可以对各项工程数据进行精确的处理，从而提高成本控制工作的效率和准确性，为成本管理人员开展管理工作提供了极大的便利，更为决策阶段方案的制订提供了可靠的依据。
2设计阶段的成本控制
在设计阶段的造价控制中应用BIM技术，造价管理管理者可以通过BIM仿真模型获取设计方案中的各项工程数据信息和工程量信息，并且可以将这些信息数据与数据库中存储的数据信息进行对比，及时发现方案中从经济性方面还可以再优化的设计内容，核实设计指标的合理性，高效地进行限额设计，控制工程项目的建造成本以及后期的使用成本研究项目投资总额，从而使设计方案的经济性更强[1]。另外，在设计阶段应用BIM技术，可以根据设计方案建立项目的三维仿真数据模型，从而在虚拟的三维环境中论证设计方案的合理性，及时找出方案中存在的问题与弊端，在工程施工前将可能存在的弊端、冲突和遗漏等问题进行处理和优化，实现工程设计水平的提升，减少因设计不合理引起的设计变更，提高施工现场的工作效率，降低返工率，保证施工进度，降低风险，实现成本节约的目的。
3招投标阶段的成本控制
相较于传统的人工计算，BIM技术的计算功能有更多的优势，能够在计算工程量时避免人为影响，使数据更准确、可靠。在传统的招投标统计分析和工程量统计等工作中，通常由人工计算得出各项工程数据，存在计算精度不高、漏算、错算等问题，导致数据的可参考性不强，严重时会影响招投标的结果。而BIM技术有强大的计算功能，各计算系统和可以和建立的三维模型相关联，自行根据模型数据进行工程量和各项费用的计算，若对方案进行了调整，相关数据会根据方案的变化重新计算，为工作人员带来了极大的便利，避免了方案调整后的漏算和错算，提高了工程数据的可靠性，使标书中的数据更精确。在招投标阶段，工程造价的负责人员需要编写招标工作量相关的文件，并且做好造价管理工作，可以按照以下步骤进行：第一步，成立算量模型。以工程招标文件作为依据，建立不同的建筑结构算量模型，之后将设计方案导入模型中，重新建立算量模型。第二步，定义定额工程量和清单工程量，以不同类型的单量模型作为依据，选择不同的方法。工程各个结构和构件都可以选择使用自动套取的方法。若有不能自动录入的内容，可以通过人工实现。汇总工程量时，应用BIM模型可以自动生成项目招标工程量清单以及工程招标的造价，从而快速完成工程量计算等基础工作，节省时间，提升企业经济效益。
4施工阶段的成本控制
在施工阶段应用BIM技术，可以优化施工方案，为项目工程施工提供合理的施工计划和造价管理数据信息，对提升工程造价管理水平有积极意义，详述如下：1）审阅施工图纸时应用BIM技术，可以借助于BIM技术的可视化特点，使工程参与人员较为直观地查看工程的设计方案，使工程人员清晰地了解设计意图，增强读图效果。另外，BIM技术的应用能够为施工人员提供统一协作平台，优化施工方案，通过碰撞检测优化方案中的不足，避免因为施工设计不足而导致工程延期、工程索赔、成本超出预算等问题，对工程造价控制有积极的作用。2）优化施工组织。基于BIM模型，可以得到准确的项目工程量，与实际施工条件与施工方案相结合，利用BIM技术建造模型，对施工计划合理地作出调整，使作业实施中的各环节紧密联系，以实现合理调节施工进度的目的，规避施工出现窝工的现象，节省成本支出。在BIM模型中，所包含的内容有费用信息、时间信息、物理信息和功能信息等，可以依据施工的进度情况选择合适的施工时间段，利用BIM模型对所有构件以及施工时段的资源需求直观模拟，制订合理的资源管理与控制计划，保证充分利用材料、人工、资金、机械设备等，缓解资源浪费现象，降低材料仓储压力，有效控制成本支出。3）高效准确地确定变更费用。工程变更在施工阶段是不可避免的，会在一定程度上影响施工进度和工程量，影响造价控制。所以，必须要高效地处理，有效控制工程成本。传统的人工管理需要的处理时间较长，并且会增加成本支出。而使用BIM模型，可以在模型中将变更的构件信息进行优化，其他相关联的构件也会发生变动，并重新进行成本计算，有助于采取合理的成本控制措施[2]。通过上述分析，将传统的造价管理模式与基于BIM技术的造价管理模式相比较，结果如表1所示。
5结语
为了与社会经济发展的需求相适应，需要进一步强化在工程造价管理中的管理精细化程度。将现代科学技术融入工程造价管理当中，可以通过构建建筑信息模型，为工程造价的控制与管理工作提供强有力的技术支持，进一步提升工程造价管理的水平，实现工程造价管理经济效益以及社会效益的整体提升。
【参考文献】
【1】胡颖.建设工程设计阶段造价控制新方式———基于BIM的建设工程造价管理[J].华东科技(学术版),2018(1):118.
