土方作业动态切削的可视实时仿真

来源：农业工程学报杂志2015年第4期北京时间：

作者：于长志,倪涛,林杰,周丹晨,尚鋆,

摘要：针对液压挖掘机驾驶模拟器土方作业仿真中缺乏时变负载--土壤切削阻力，基于Delta3D视景仿真引擎和多体动力学实时交互软件Vortex搭建了系统软件框架，实现了挖掘机车辆动力学特性的真实模拟，并建立了铲斗与土壤的交互仿真平台。根据挖掘机铲斗的实际作业情况，将土壤假定为刚塑性体,并引入地形倾角、加速力、土壤对铲斗侧面摩擦力等参数，推导并修正了Reece提出的土壤切削基本方程，实现了土方作业中土壤动态切削的可视实时仿真。将模型导入到某驾驶模拟器中，进行3次交互作业，获得了土壤相对于铲斗的切削阻力，并对影响切削阻力的因素进行了分析。仿真平台逼真度高、交互性强，实现了铲斗与土壤交互作业具有物理学行为的拟实模拟，可为操作培训人员和产品开发人员提供可视化和交互性的手段，提高培训效果和产品开发效率。

关键词：可视化, 挖掘机, 土壤, 土方作业, 多体动力学, 动态交互, 土壤切削, 实时仿真