摘 要

随着机械大型化，精密化的不断推进，当前柴油机监测诊断技术的问题正在逐渐凸显,包括故障诊断精确性不够、数据展示分析形式单一等诸多方面。为了解决当前问题，将柴油机监测诊断与各种现代技术方法相结合，实现自动化与智能化是大势所趋。三维可视化技术作为应用广泛且潜力巨大的新兴技术，能够将数据以直观立体的形式展现出来，有利于监测参数处理与分析。基于三维可视化技术的独特优势，若能将其用于柴油机在线监测，将能很好的拓宽监测手段并提高监测效果。

本文以三维可视化技术的重要环节——三维模型构建为着眼点开展研究，应用Proe软件构建了三维零件模型并进行装配，应用3ds Max软件进行模型渲染，以此构建了完整的船舶柴油机三维模型，为可视化模型构建的研究提供理论参考。为验证三维可视化技术在柴油机监测领域的应用，本文使用LabVIEW搭建了可视化系统，实现了模型加载、交互功能分析、状态参数模拟、可视化映射等功能，为柴油机监测诊断提供新的思路，也为后续深入研究打下基础。

关键词：三维可视化；柴油机监测；三维模型构建

Abstract

With the continuous advancement of large-scale machinery and precision, the current problems of diesel engine monitoring and diagnosis technology are gradually becoming prominent, including insufficient accuracy of fault diagnosis and single form of data display and analysis. In order to solve the current problems, it is the general trend to combine the monitoring and diagnosis of diesel engines with various modern technical methods to realize automation and intelligence. As a new technology with wide application and huge potential, 3D visualization technology can display data in an intuitive and stereoscopic form, which is beneficial to monitoring parameter processing and analysis. Based on the unique advantages of 3D visualization technology, if it can be used for online monitoring of diesel engines, it will be able to broaden the monitoring methods and improve the monitoring effect.

This article takes the important link of 3D visualization technology-3D model construction as the focus of research, using Proe software to build a 3D part model and assemble it, and using 3ds Max software for model rendering to build a complete 3D model of a marine diesel engine Provide theoretical reference for the research of visual model construction. In order to verify the application of three-dimensional visualization technology in the field of diesel engine monitoring, this article uses LabVIEW to build a visualization system, which realizes the functions of model loading, interactive function analysis, state parameter simulation, and visual mapping, which provides new ideas for diesel engine monitoring and diagnosis In-depth research laid the foundation.

Key Words：3D visualization; diesel engine monitoring; 3D model construction

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 柴油机监测技术发展现状 1

1.2.1 传统船舶柴油机监测和故障诊断技术 1

1.2.2 现阶段船舶柴油机监测和故障诊断技术 2

1.2.3 船舶柴油机监测和故障诊断技术发展展望 3

1.3 三维可视化技术发展现状 3

1.3.1 可视化技术的发展 3

1.3.2 三维可视化技术的兴起 4

1.4 研究内容及预期目标 4

第2章 三维可视化简述及设计 5

2.1 三维可视化原理 5

2.2 三维可视化实现过程 5

2.3 三维模型在三维可视化上的应用 6

2.4 实验方案设计 7

2.5 本章小结 8

第3章 三维模型构建 8

3.1 柴油机型号选择 9

3.2 建模软件选择 9

3.2.1 Proe 9

3.2.1 3ds Max 10

3.3 柴油机模型构建 10

3.3.1 三维模型部件构建 11

3.3.2 三维模型装配分析 12

3.4 三维模型渲染 13

3.5 本章小结 14

第四章 三维可视化系统构建与研究 15

4.1 可视化引擎选择 16

4.2 三维可视化分析设计 16

4.2.1 LabVIEW程序构建 17

4.2.2 三维交互功能分析 18

4.2.3 三维模型状态参数分析 19

4.3 本章小结 20

第5章 结论与展望 20

5.1 全文总结 20

5.2 研究展望 20

参考文献 21

致 谢 22

第1章 绪论

1.1 研究背景

随着信息化社会的快速发展，电子信息技术的广泛应用带动了诸多科学技术领域飞速进步，这使得机械化、自动化的设备越来越来越多的用于现代社会生活中，同时大型机械设备也在扮演越来越重要的角色。各种机械设备的精密化一方面优化了功能与使用，但又不可避免地使得机械故障更加复杂与频繁，严重影响了机械设备的使用寿命，为设备维修与人员安全保障带来困难，其中一典型代表便是柴油机。

柴油机是目前应用最广泛的机械设备之一，它作为现今汽车、船舶、大型运输机械的主要动力源，由于其动力大、寿命长、动力性能好的特性，被广泛应用与交通运输、矿业、工程等领域中。但是柴油机多工作于恶劣的环境中，故障频率高，问题种类多，故对柴油机运行状态进行监测诊断具有十分重要的意义。