Реферат Расчетно-пояснительная записка к дипломному проекту «Совместное моделирование механических и биопараметрических объектов» содержит 128 страниц машинописного текста, 62 рисунка, 17 таблиц.
В расчетно-пояснительной записке описаны основные этапы разработки методики, позволяющей создавать биомеханические объекты в среде моделирования, описан инструментарий, базовые идеи и принципы. Осуществлен выбор существующих программных средств и произведена интеграция этих решений. Описаны основные этапы разработанной методики моделирования на примере опорно-двигательной части экзокостюма. Проведен анализ человеко-машинной системы.
Оглавление 1.Введение 4
Аннотация 4
Предисловие 4
Цели разработки 5
Задачи разработки 5
Область применения 5
Аналогичные разработки 5
Исследовательская часть 7
Введение 7
Изучение положений о моделировании биологических объектов 7
Исследование составляющих частей модели 8
Сбор и анализ исходных данных 12
Подометрия 12
Гониометрия 13
Электромиография 13
Динамометрия 15
Стабилометрия 19
Захват движения 20
Обзор программ для механического проектирования 23
Adams 23
Unigraphics NX 7.0 24
Автоматизация на основе базы знаний. 25
Открытость для проектирования. 26
Проектирование изделия 27
Обзор программ для биомеханического моделирования 27
MCS.visualNastran 4D 28
SIMM 28
3D Visible Human 30
SIMI Motion 30
Visual 3D 31
OpenSim 32
LifeModeler 33
Выбор программного средства 33
Кинематическое описание движений и биопараметрических и механических систем 34
Кинематическое описание положения тела человека 34
Кинематические расчётные схемы и модели органов и систем 36
Определение координат точки незамкнутой пространственной системы в неподвижной системе координат 45
Определение линейных скоростей и ускорения точки звена незамкнутой пространственной системы в абсолютной системе координат 52
Определение угловых скоростей и ускорений звеньев незамкнутой пространственной системы в абсолютной системе координат 54
Моделирование движения нижней конечности в стадии опоры 55
Динамические расчетные схемы и модели органов и структур человеческого организма 56
Конструкторская часть 66
Общая структура методики проектирования биомеханической модели 66
1.Анализ проекта 66
1.1.Предпроектное обследование объекта. 66
1.2.Изучение существующей документации. 66
1.3.Анализ проблем и постановка задач. 66
1.4.Структурирование проекта по частям. 66
1.5.Распределения задач между участниками проекта, разграничение зон ответственности. 66
1.Стандартизация проекта. 66
1.6.Создание структуры папок проекта в ProjectWise. 66
1.7.Разработка стандартов наименования файлов проекта. 66
1.8.Разработка стандартов наименования слоев в файлах проекта. 66
1.9.Настройка параметров файлов проекта. 66
1.10.Принятие стандартов используемых условных обозначений. 66
1.11.Принятие стандартов форматирования, оформления и нотации конструкторских и сопутствующих документов. 66
2.Управление проектом 66
1.12.Настройка управляющего окружения проекта в ProjectWise. 66
1.13.Настройка систем контроля изменений и версий в ProjectWise. 66
1.14.Настройка систем документооборота проекта в ProjectWise. 66
1.15.Разграничение прав доступа участников проекта в ProjectWise. 66
1.16.Общая первоначальная настройка среды проектирования. 66
3.Реализация проекта. 66
1.17.Исследование существующих библиотек моделей. 67
1.18.Создание конкретного проекта модели. 67
1.18.1.Выбор наиболее подходящего объекта из библиотеки моделей. 67
1.18.2.Реализация существующего движения на выбранной модели. 67
1.18.3.Создание базовых точек модели. 67
1.18.4.Выбор существующего движения и определение обучающих маркеров. 67
1.18.5.Импорт опортно-двигательной части экзокостюма в проект. 67
1.18.6.Создание базовых точек части экзокостюма. 67
1.18.7.Синхронизация движение обученных маркеров с моделью и опорно-двигательной частью экзокостюма. 67
1.19.Получение результатов. 67
1.19.1.Обработка полученных результатов. 67
1.19.1.1.Решение обратной задачи динамики. 67
1.19.1.2.Получение сил и моментов в определенных точках опрно-двигательной части экзокостюма. 67
1.19.2.Итерационный процесс создания модели здания 67
1.19.2.1.Эскизирование. 67
1.19.2.2.Моделирование. 67
1.19.3.Генерация производных документов 67
1.19.4.Адаптация модели для дальнейшего моделирования. 67
4.Создание Интерактивных Электронных Технических Руководств для конечных пользователей. 67
1.20.Презентации. 67
1.21.Видеоролики. 67
1.22.Интерактивные графические сетевые приложения, позволяющие пользователям получать и анализировать, в соответствии с заложенной логикой, эксплуатационную информацию о комплексе. 67
Совместное моделирование в Unigraphics, MSC Adams, LifeModeler BodySim 67
Получение исходных данных проекта 68
Визуализация структуры межсистемного проектирования 68
Создание геометрической модели механической части 69
Создание кинематических связей механической части 69
Создание биомеханической модели 70
Генерация базового набора сегментов тела 70
Создание базовых точек модели человека и опрно-двигательного объекта. 71
1.Импорт данных движения МОСАР и привязка точек 72
Человеко-машинная система для реабилитации 74
Импорт антропометрической модели 74
Создание эластичных мышц 74
Объединение антропометрической модели с механической 74
Добавление агентов движения в модель с последующим запуском 75
Запуск симуляции для решения обратной задачи динамики. 75
Решение прямой задачи динамики. 76
Стандартизация проекта 80
Базовые настройки и установки системы 80
Структура директорий проекта 82
Статус файла проекта. 83
Безопасность проекта на сервере Bentley 84
Технологическая часть 85
Электронный документооборот на платформе Projectwise 85
Форматы файлов 87
Формат файла SLF 87
Файл геометрии 93
Нейтральные форматы 94
Формат IGES 94
Структура IGES-файла 95
Формат DXF 97
Формат STEP 98
Технико-экономическое обоснование 102
Введение 102
Основная часть 102
Расчет трудоемкости выполнения НИОКР, диаграмма Ганта 103
Расчет затрат на выполнение НИОКР 108
Материальные затраты 108
Специальное оборудование (СО) 108
Затраты на программное обеспечение и аренду ЭВМ (ЭВМ) 108
Фонд заработной платы (ФЗ) 109
Амортизационные отчисления (АО) 110
Косвенные расходы (КР) 112
ПФР, ФСС, ФФОМС, ТФОМС 112
Полная себестоимость работы (С) 112
Формирование чистой прибыли предприятия 113
Оценка технического уровня НИОКР 113
Выводы 113
Промышленная экология и безопасность 115
6.1.Введение 115
6.2.Опасные и вредные производственные факторы 115
Шум и вибрация 116
6.2.2.Освещение 116
6.2.3.Электромагнитное излучение 119
6.2.4.Пожаробезопасность 120
6.2.5.Опасность поражения электрическим током 120
6.2.6.Параметры микроклимата 121
Эргономичность 123
Эргономические требования к дисплею 124
Место и рабочая поза 127
Расчёт системы вентиляции офиса 127
Обеспечение кратности обмена 128
Выбор вентилятора 129
Список использованных источников 134
|