農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計上虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析

李倩云，侯志偉

（湖南人文科技學(xué)院，湖南 婁底 417000）

虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種在計算機(jī)上操作的技術(shù)，在物理樣機(jī)還沒有建立之前，通過計算機(jī)技術(shù)，建立一個虛擬的數(shù)字化機(jī)械模型。之后，再通過計算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，分析虛擬模型，最后通過圖形的形式將虛擬系統(tǒng)模型在軟件上顯示出來。并將其應(yīng)用在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計中，做到降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高企業(yè)設(shè)計效率的作用。

1 在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)的意義

通常設(shè)計農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品時，大多數(shù)根據(jù)經(jīng)驗來設(shè)計，確定設(shè)計參數(shù)也通常用設(shè)計經(jīng)驗，這非常不利于企業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新。并且由于我國農(nóng)業(yè)用地地理形勢、農(nóng)作物適應(yīng)形勢等方面具有廣泛的多樣性，由此導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計也存在差異性。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)后，虛擬樣機(jī)技術(shù)不但能夠?qū)τ跈C(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、外形與功能進(jìn)行模擬，其還能將設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)計與初始方案做出相應(yīng)的完善。另外，虛擬樣機(jī)技術(shù)還做到了有效地降低機(jī)械設(shè)計產(chǎn)品重量，從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

2 在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中虛擬樣機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中，虛擬樣機(jī)技術(shù)主要是利用ADAMS軟件進(jìn)行仿真技術(shù)?；蛘邔⑵渑c其他軟件進(jìn)行結(jié)合利用的方式進(jìn)行分析。做到強(qiáng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計，節(jié)約企業(yè)設(shè)計成本，提高設(shè)計效率。

2.1 ADAMS仿真技術(shù)

ADAMS仿真技術(shù)是將虛擬的機(jī)械設(shè)計樣機(jī)模型建立在ADAMS軟件中，利用其仿真技術(shù)的相關(guān)功能。其主要的優(yōu)點在于能夠做到無縫連接數(shù)據(jù)，但是ADAMS仿真技術(shù)難以將較大型的、復(fù)雜的模型建立出來。例如，在對稻麥聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行模型設(shè)計的過程中，使用ADAMS軟件可以對模型基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，通過這種軟件設(shè)計出來的仿真收割機(jī)，能夠模仿真實進(jìn)行割刀運(yùn)動，通過這種仿真設(shè)計，能夠使其結(jié)構(gòu)更加合理，提升其設(shè)計精準(zhǔn)性，進(jìn)而優(yōu)化整個農(nóng)機(jī)設(shè)計流程，提升實際效用。

2.2 結(jié)構(gòu)分析軟件

在農(nóng)業(yè)設(shè)計中的ADAMS仿真軟件難以分析大型的結(jié)構(gòu)。因此在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中，當(dāng)要分析的對象不是剛體時，就需要利用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計結(jié)構(gòu)分析軟件。如將ADAMS仿真技術(shù)結(jié)合ANSYS有限元分析技術(shù)，建立水稻移栽、水稻缽苗的模型，將仿真結(jié)果與物理實驗結(jié)果進(jìn)行對比，分析模型是否可行，從而設(shè)計出更優(yōu)質(zhì)量的產(chǎn)品。通過兩個軟件的結(jié)合利用方式模擬割整機(jī)的工作方式，能夠?qū)嶋H測量相應(yīng)的尺寸，綜合其工作原理，設(shè)計出性能好，質(zhì)量優(yōu)，成本少，并且能夠滿足實際農(nóng)業(yè)需要的耕整機(jī)。通過ANSYS有限元軟件與ADAMS仿真技術(shù)進(jìn)行建模，能夠分析農(nóng)業(yè)作物的特性。

2.3 控制系統(tǒng)分析軟件

在新時代的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中，ADAMS仿真虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用主要是依靠機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)結(jié)合的發(fā)展方向。根據(jù)控制系統(tǒng)軟件的結(jié)合能夠?qū)τ谠?jīng)難以實現(xiàn)的復(fù)雜運(yùn)動進(jìn)行模擬。并且其能夠促進(jìn)結(jié)構(gòu)運(yùn)動，提高機(jī)械設(shè)計的精度與可靠性。例如，利用ADAMS仿真技術(shù)與MATLAB軟件綜合利用的方式對機(jī)械軸承系統(tǒng)進(jìn)行分析，根據(jù)其收到的應(yīng)力與載荷的作用，使機(jī)械在實際工作中展示出的力學(xué)性質(zhì)。在分析收獲機(jī)聯(lián)合馬鈴薯的特性時，首先將收獲機(jī)的液壓模塊輸送壁模型進(jìn)行仿真，主要運(yùn)用的仿真模型是ADAMS，接著將控制的構(gòu)件模型應(yīng)用在SIMULINK中，最后利用ADAMS仿真虛擬樣機(jī)技術(shù)與MATLAB結(jié)合仿真模型的系統(tǒng)。將系統(tǒng)模型分析完之后，便實現(xiàn)了輸送臂在虛擬樣機(jī)中的實際工作原理。

3 結(jié)語

加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的研究，提升虛擬樣機(jī)技術(shù)在整合設(shè)計過程中的應(yīng)用水平，可以對農(nóng)機(jī)設(shè)計過程中存在的缺陷做到充分掌握，進(jìn)而彌補(bǔ)虛擬技術(shù)應(yīng)用不足的問題，提升產(chǎn)品質(zhì)量。滿足新時代下農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的需要，從而促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的發(fā)展。