一种航空发动机虚实结合教学系统建立方法

1.本发明属于教学系统技术领域，特别涉及一种航空发动机虚实结合教学系统建立方法。

背景技术：

2.目前教学领域中缺少以实物教学的方式向学生展示航空发动机的内部结构，而真实的实物模型成本又太高，也不能涉及到全国绝大部分区域，目前针对行业特院校，复杂地质装备或航空发动机等的实验教学存在如下特点：(1)实物价格昂贵，购买实物成本较高；(2)实物制作或模型制作困难；(3)结构复杂，内部结构原理不易清晰展示；(4)由于零件多，装配工艺复杂，不适合频繁装拆；(5)难以实现多人同时教学，实物展示效果不佳。并且当前的教学模式缺乏新意，容易让学生产生倦怠，文化建设，实验室空间规划，设备老化，让学生不能接触到当今较为先进的设备。传统的教学模式只能静态的观察复杂地质装备或航空发动机等大型机械器件的外部结构，无法向学生展示其内部的结构，对教学的帮助微乎其微。

技术实现要素：

3.为解决现有技术的不足，本发明提供了一种航空发动机虚实结合教学系统建立方法，包括以下步骤：
4.s1:利用cad软件建立航空发动机的模型；
5.s2:将航空发动机的模型数据导入3dsmax或mary软件进行优化并进行可视化处理；
6.s3:将步骤s2中优化好的模型导出成virtools能识别的.nmo格式；
7.s4:将步骤s3中的.nmo格式模型发布成.exe格式，并嵌入至教学综合管理系统中运行；
8.s5:将步骤s2中经过可视化优化的模型导入3d打印平台，通过3d打印平台打印出航空发动机模型的所有零部件；
9.s6:将s5中所有零部组装实验平台上，在实验平台上设有驱动电机，并连接航空发动机模型的涡轮轴；
10.进一步地，步骤s1中，航空发动机的模型包括风扇外罩、压缩机、进气口、燃烧室、涡轮轴、尾喷口以及外壳。
11.进一步地，步骤s2中，将航空发动机的模型进行优化的过程如下：
12.对航空发动机的模型进行面数统计，优化模型，精简面数；
13.对航空发动机的模型赋予材质、贴图并进行贴图烘焙；
14.对航空发动机的模型局部坐标进行调整，使其能被后续编程。
15.进一步地，步骤s2中，将航空发动机的模型进行可视化处理过程如下：
16.将航空发动机模型的外壳和燃烧室进行剖面处理。
17.本发明的增益效果是：该航空发动机虚实结合教学系统建立方法可通过建立航空发动机的三维数字模型，将优化好的模型的.nmo格式文件导入至virtools开发平台，从而搭建出航空发动机的虚拟演示平台并发布.exe文件以及网页文件，从而将该虚拟演示平台嵌入至虚实结合教学系统，方便快速、低成本地实现航空发动机教学系统的虚实结合；同时该虚拟教学系统可使该航空发动机的模型具备全方位漫游、自动虚拟拆装、零部件切换、运动仿真、零部件展示功能，从而能有效的教学展示效果；该实际教学的模型可在驱动电机带动运转，展示航空发动机的工作过程，进而达到提高航空发动机结构教学直观性和准确性。
附图说明
18.图1是本发明的一种航空发动机虚实结合系统的虚拟教学系统界面图。
19.图2是本发明的一种航空发动机虚实结合系统的实际教学模型的结构示意图。
20.图中：1-进气口，2-燃烧室，3-压缩机，4-齿轮，5-涡轮轴，6-尾喷口，7-实验平台。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参考图1和图2，本发明的一种航空发动机虚实结合教学系统建立方法说建立的航空发动机虚实结合教学系统包括虚拟教学系统和实际教学模型，该方法具体包括如下步骤：
23.s1:利用cad软件建立航空发动机的模型；
24.所述航空发动机的模型包括风扇外罩、进气口1、压缩机3、燃烧室2、齿轮4、涡轮轴5、尾喷口6以及外壳，且所述航空发动机的模型由上述部件通过装配的方式组合在一起的3d模型，同时该3d模型与实际航空发动机的结构形状基本相同，但在实际航空发动机的个零部件上做一定的简化，降低该模型的数据量。
25.s2:将航空发动机的模型数据导入3dsmax或mary软件进行优化并进行可视化处理；
26.步骤s2中，对航空发动机的模型进行优化的过程如下：
27.对航空发动机的模型进行面数统计，优化模型，精简面数；具体地，对模型进行简化，删除与发动机结构展示无关的固定孔、油管等附件特征，整个模型的比例缩小0.4，使整个设计出的模型长度约1300mm；将涡轮轴及轴上安装的涡扇、齿轮合并成一个零件；为避免叶片等的打印误差，加厚叶片的厚度，使方便后续实物打印。这样可以使航空发动机的模型能方便在终端界面进行清除的展示。
28.对航空发动机的模型赋予材质、贴图并进行贴图烘焙；这样可以使航空发动机的模型在显示过程各种能反应个部件的材质。
29.对航空发动机的模型局部坐标进行调整，使其能被后续编程以及能被后续的3d打印。
30.步骤s2中，将航空发动机的模型进行可视化处理过程如下：
31.将航空发动机模型的外壳和燃烧室进行剖面处理，使航空发动机模型的内部结构能清楚的展示出来，同时将外壳和燃烧室进行剖分后，可以使续打印出的模型可以展示外壳和燃烧室内构造。
32.s3:把步骤s2中优化好的模型导出成virtools能识别的.nmo格式；
33.virtools虚拟现实系统开发平台可创建各种对象的物理化程序、控制程序和摄像机程序，在将步骤s2中优化好的模型导出至virtools能识别的.nmo格式后，在virtools虚拟现实系统开发平台内建立模型爆炸命令、摄像机命令，使该航空发动机的模型具备全方位漫游、自动虚拟拆装、零部件切换、运动仿真、零部件展示功能。
34.s4:把步骤s3中的.nmo格式的航空发动机模型发布成.exe格式，并嵌入至教学综合管理系统中运行，即形成航空发动机虚实结合系统的虚拟教学系统部分(参考图1)；
35.将.nmo格式模型发布成.exe格式后，实用者可通过教学综合管理系统对航空发动机模型进行访问，从而方便向上教学。
36.s5:步骤s2中经过可视化优化的模型导入3d打印平台，通过3d打印平台打印出航空发动机模型的所有零部件；该过程可以直接利用步骤s2中优化过的数据，进行航空发动机模型的复刻，并且该复刻的航空发动机模型与步骤s4中的数值虚拟模型完全相同，便于航空发动机模型教学的虚实结合(参考图2)。
37.s6:将s5中所有零部组装实验平台7上，在实验平台7上设置驱动电机(未在图中画出)，并连接航空发动机模型的涡轮轴；驱动电机与plc控制器相连，通过plc控制器可控制驱动电机带动航空发动机模型的涡轮轴转动，从而展示航空发动机的工作过程。
38.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
39.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
40.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种航空发动机虚实结合教学系统建立方法，其特征在于：包括以下步骤：s1:利用cad软件建立航空发动机的模型；s2:将航空发动机的模型数据导入3dsmax或mary软件进行优化并进行可视化处理；s3:将步骤s2中优化好的模型导出成virtools能识别的.nmo格式；s4:将步骤s3中的.nmo格式模型发布成.exe格式，并嵌入至教学综合管理系统中运行；s5:将步骤s2中经过可视化优化的模型导入3d打印平台，通过3d打印平台打印出航空发动机模型的所有零部件；s6:将s5中所有零部组装实验平台上，在实验平台上设置驱动电机，并将驱动电机与航空发动机模型的涡轮轴相连。2.根据权利要求1所述的一种航空发动机虚实结合教学系统建立方法，其特征在于：步骤s1中航空发动机的模型包括风扇外罩、压缩机、进气口、燃烧室、涡轮轴、尾喷口以及外壳。3.根据权利要求1所述的一种航空发动机虚实结合教学系统建立方法，其特征在于：步骤s2中，步骤s2中，将航空发动机的模型进行优化的过程如下：对航空发动机的模型进行面数统计，优化模型，精简面数；对航空发动机的模型赋予材质、贴图并进行贴图烘焙；对航空发动机的模型局部坐标进行调整，使其能被后续编程。4.根据权利要求2所述的一种航空发动机虚实结合教学系统建立方法，其特征在于：步骤s2中，步骤s2中，将航空发动机的模型进行可视化处理过程如下：将航空发动机模型的外壳和燃烧室进行剖面处理。

技术总结

本发明提供一种航空发动机虚实结合教学系统建立方法，包括以下步骤：S1:利用CAD软件建立航空发动机的模型；S2:将航空发动机的模型数优化并进行可视化处理；S3:将优化好的模型导出.nmo格式；S4:将.nmo格式模型发布成.exe格式，并嵌入至教学综合管理系统中运行；本发明的增益效果是：该航空发动机虚实结合教学系统建立方法可通过建立航空发动机的三维数字模型，将优化好的模型的.nmo格式文件导入至virtools开发平台，从而搭建出航空发动机的虚拟演示平台并发布.exe文件以及网页文件，从而将该虚拟演示平台嵌入至虚实结合教学系统中，方便快速、低成本地实现航空发动机教学系统的虚实结合，提高航空发动机结构教学直观性和准确性。和准确性。和准确性。