農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用研究

李秀琴

（山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，山西 太原 030031）

在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷更新。研究表明，在農(nóng)業(yè)技術(shù)中，采用合理的虛擬制造技術(shù)，能夠幫助農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員構(gòu)建合理的虛擬模型，進(jìn)一步提高各項(xiàng)研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。鑒于此，本文主要分析虛擬制造技術(shù)在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，從而推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)能夠更好的發(fā)展。

1 農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬制作技術(shù)的重要意義

在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中，采用合理的虛擬制造技術(shù)具有非常重要的作用，能夠有效保證虛擬模型得到更好的構(gòu)建，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)人員的工作質(zhì)量。為了有效保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員需要收集大量的數(shù)據(jù)，并做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作，針對(duì)虛擬模型中存在的問題，及時(shí)采取合理的處理措施。虛擬制作技術(shù)能夠?yàn)檗r(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員提供良好的虛擬環(huán)境，保證農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)的完整性。

除此之外，將虛擬制作技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中，能夠幫助農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員更好的掌握設(shè)計(jì)知識(shí)，提高其專業(yè)技能，保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。在進(jìn)行農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需要采用先進(jìn)的虛擬技術(shù)，融入合理的農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)知識(shí)，并提前收集大量的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，做好相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)工作，保證農(nóng)業(yè)機(jī)械得到更好的利用，進(jìn)一步提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。

2 虛擬制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 具有良好的適用性

由于虛擬制造技術(shù)具有良好的適用性，在不同種類的農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中，均能夠采用虛擬制造技術(shù)，能夠有效保證不同型號(hào)農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)問題得到有效解決。虛擬制造技術(shù)在動(dòng)力學(xué)分析領(lǐng)域應(yīng)用范圍較廣泛，與虛擬制造技術(shù)有關(guān)的軟件中包含大量的微分-代數(shù)混合方程，其設(shè)計(jì)原理比較簡單，主要將農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)分成6個(gè)自由單元，方程對(duì)自由單元起到一定的約束作用。另外，虛擬制造技術(shù)能夠詳細(xì)描述各個(gè)農(nóng)機(jī)元件的特征，包括各個(gè)元件的彈性與接觸率等。

2.2 提高模型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中，為了有效保證農(nóng)機(jī)模型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)人員需要詳細(xì)分析各個(gè)農(nóng)機(jī)元件的運(yùn)行情況，并做好相應(yīng)的計(jì)算分析工作。由于計(jì)算過程比較復(fù)雜，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，很容易影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。采用虛擬技術(shù)，能夠有效減輕設(shè)計(jì)人員的工作壓力，提高農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)的精確性。采用先進(jìn)的虛擬制造技術(shù)，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合模型的運(yùn)行情況，適當(dāng)改變各個(gè)元件參數(shù)，并做好相應(yīng)的組合工作，能夠有效提高模型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低設(shè)計(jì)成本，并滿足設(shè)計(jì)人員的工作要求。

2.3 保證模型信息的安全性

在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中，采用合理的虛擬制造技術(shù)，能夠有效保證農(nóng)機(jī)模型信息的安全性，提高農(nóng)機(jī)模型后期處理質(zhì)量。對(duì)于農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員來說，通過采用先進(jìn)的虛擬制造技術(shù)，能夠幫助設(shè)計(jì)人員更好的了解農(nóng)機(jī)元件的連接質(zhì)量，進(jìn)一步提高模型信息的可靠性，保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)模型得到更好的構(gòu)建。農(nóng)機(jī)模型構(gòu)建完畢后，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)農(nóng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效分析，在保證虛擬模型信息安全的前提下，幫助設(shè)計(jì)人員更好的了解模型設(shè)計(jì)曲線，包括模型的變形情況，合理判斷農(nóng)機(jī)的運(yùn)行效率，保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)工作的順利開展。

3 虛擬制造技術(shù)在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

3.1 虛擬制造體系結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段，我國農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員采用的虛擬制造體系結(jié)構(gòu)為虛擬總線VW體系結(jié)構(gòu)。通過分析VW體系結(jié)構(gòu)能夠得知，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)主要分為5個(gè)部分，分別是數(shù)據(jù)層、活動(dòng)層、應(yīng)用層、控制層與界面層。VW體系結(jié)構(gòu)中的5個(gè)部分之間聯(lián)系比較緊密，能夠有效保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)模型的準(zhǔn)確性，提高虛擬制造體系結(jié)構(gòu)的完整性。農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作當(dāng)中，需要結(jié)合VW體系結(jié)構(gòu)，構(gòu)建合理的農(nóng)機(jī)模型。

除此之外，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中，需要采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，充分利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的虛擬制造技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，進(jìn)一步提高虛擬模型的構(gòu)建質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員可以按照以下設(shè)計(jì)流程進(jìn)行：首先，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合虛擬模型的構(gòu)建情況，收集大量的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并做好相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析工作；其次，為了有效保證虛擬模型構(gòu)建質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員需要將各項(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確輸入到系統(tǒng)當(dāng)中；最后，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合虛擬模型的運(yùn)行情況，做好相應(yīng)的調(diào)整工作。

通過分析虛擬制造體系結(jié)構(gòu)，能夠幫助農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員更好的了解農(nóng)機(jī)運(yùn)行情況，并針對(duì)農(nóng)機(jī)運(yùn)行中存在的問題，采取有效的解決措施，進(jìn)一步提高虛擬模型的構(gòu)建質(zhì)量。對(duì)于農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員來說，采用合理的虛擬制造技術(shù)，能夠有效保證各項(xiàng)虛擬數(shù)據(jù)得到有效利用，減輕設(shè)計(jì)人員的工作負(fù)擔(dān)，保證設(shè)計(jì)人員的工作質(zhì)量。另外，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員也可以根據(jù)虛擬模型的構(gòu)建情況，掌握良好的虛擬構(gòu)造體系結(jié)構(gòu)知識(shí)，從根本上保證虛擬制造技術(shù)在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中得到更好的應(yīng)用。

3.2 構(gòu)建合理的虛擬制造系統(tǒng)

農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中，通過構(gòu)建合理的虛擬制造系統(tǒng)，能夠有效提高農(nóng)機(jī)模型的構(gòu)建質(zhì)量，進(jìn)一步提高虛擬制造技術(shù)的利用率。農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中的虛擬制造技術(shù)主要由三部分組成，分別是硬件系統(tǒng)、物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)，這三個(gè)系統(tǒng)均處于虛擬條件之下，能夠幫助設(shè)計(jì)人員更好的控制虛擬模型。為了有效保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)工作的順利開展，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合農(nóng)機(jī)未來的應(yīng)用情況，選擇合理的虛擬制造技術(shù)，不斷降低設(shè)計(jì)成本。

為了有效保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)工作的順利開展，設(shè)計(jì)人員需要選擇合理的設(shè)計(jì)模型，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)模型主要分為4部分，分別是環(huán)境評(píng)價(jià)系統(tǒng)、設(shè)備成本、功能設(shè)計(jì)與技術(shù)設(shè)計(jì)等。為了有效滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合農(nóng)機(jī)的運(yùn)行情況，構(gòu)建合理的虛擬模型，針對(duì)虛擬模型中存在的問題，及時(shí)采取相應(yīng)的解決措施，不斷提高虛擬模型的安全性，保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

虛擬制造技術(shù)將現(xiàn)實(shí)技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，在一定程度上降低了能源的消耗，提高農(nóng)機(jī)的安全性能，并真實(shí)反映農(nóng)機(jī)的運(yùn)行速度。在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，農(nóng)機(jī)具有非常重要的作用，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)機(jī)的使用情況，不斷采用先進(jìn)的農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)，將虛擬制造技術(shù)與先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有效融合，保證農(nóng)機(jī)能夠更好的投入到使用當(dāng)中。

除此之外，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員需要定期與農(nóng)民進(jìn)行有效溝通，了解農(nóng)作物的生長特征，針對(duì)農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中存在的問題，及時(shí)采取相應(yīng)的解決措施，保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)問題得到有效處理。由于虛擬制造技術(shù)的快速發(fā)展，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合農(nóng)作物的生長特點(diǎn)，采用合理的虛擬制造技術(shù)，不斷改進(jìn)傳統(tǒng)的農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)方法，推動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)能夠更好的發(fā)展。為了有效保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合農(nóng)機(jī)的應(yīng)用情況，采用合理的虛擬制造技術(shù)。

3.3 虛擬制造技術(shù)在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

將虛擬制造技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中，能夠有效保證農(nóng)機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量，提高農(nóng)機(jī)的運(yùn)行效率。農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)聯(lián)合收割機(jī)的過程中，需要設(shè)計(jì)合理的脫粒機(jī)械，在對(duì)脫粒機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)的虛擬制造時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要做好相應(yīng)的構(gòu)思，并構(gòu)建合理的三維模型，針對(duì)脫粒機(jī)械運(yùn)行中存在的問題，采取合理的解決措施。另外，設(shè)計(jì)人員需要制定多個(gè)虛擬方案，并做好相應(yīng)的優(yōu)化工作，選擇合理的制造參數(shù)，進(jìn)一步提高虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用效果。為了有效保證脫離機(jī)械能夠更好的運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員需要詳細(xì)了解脫粒機(jī)的運(yùn)行情況，并嚴(yán)格控制脫粒機(jī)的孔隙。當(dāng)農(nóng)作物的莖稈與籽粒進(jìn)入到脫粒機(jī)后，脫粒機(jī)能夠?qū)⑶o稈排出，脫粒機(jī)能夠有效篩出籽粒。在風(fēng)機(jī)的作用下，籽粒外表的雜物能夠有效清除，外表干凈整潔的籽粒會(huì)被傳輸?shù)阶蚜Ｊ占b置中。通過應(yīng)用合理的虛擬制造技術(shù)，能夠幫助農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員更好的了解農(nóng)機(jī)運(yùn)行情況，提高虛擬模型的構(gòu)建質(zhì)量。

除此之外，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中，如果發(fā)現(xiàn)虛擬模型構(gòu)建不合理，需要及時(shí)采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，不斷提高農(nóng)作物的收割質(zhì)量。農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員需要利用自身的業(yè)余時(shí)間，不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的虛擬制造技術(shù)，充分利用各項(xiàng)信息技術(shù)，在保證農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)工作順利開展的基礎(chǔ)之上，提高虛擬制造模型的構(gòu)建質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，通過分析虛擬制造體系結(jié)構(gòu)、構(gòu)建合理的虛擬制造系統(tǒng)，并進(jìn)行實(shí)例分析，能夠幫助農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員更好的了解虛擬制造技術(shù)，進(jìn)一步提高虛擬制造技術(shù)的利用率。但是，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作當(dāng)中，仍然會(huì)遇到很多困難，這就需要農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員在原有的基礎(chǔ)之上，不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的虛擬制造技術(shù)，保證農(nóng)機(jī)得到更好的使用，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)能夠更加穩(wěn)定的發(fā)展。

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