仿真技術在機械設計制造中的應用研究

龐欽 袁維 劉亞強

摘要：因為迅速發(fā)展和運用計算機技術，計算機技術在人們的生產生活中占有重要的位置。而伴隨著計算機技術的發(fā)展，也大量的普及了仿真技術，在計算機中所需設計運用有關軟件做出虛擬實驗，其發(fā)展和運用綜合了幾門學科和理論，為人們的設計和實驗帶來了非常大的方便。在機械設計制造中運用了仿真技術，這是發(fā)展機械設計制造的一定趨勢，機械設計制造產業(yè)結構可以合理地進行優(yōu)化并讓技術水平提高，讓產品質量提高。持續(xù)發(fā)展進步的先進技術是仿真技術，這樣經濟效益也可以大大提高，在機械設計制造中特別廣闊的運用前景，本文主要對此展開討論，以供參考。

關鍵詞：仿真技術;機械設計;應用

1 分析在機械設計制造行業(yè)中仿真技術發(fā)揮的作用

仿真技術是指設計人員運用有關的軟件建設其相關的數據模型，把計算機作為主體，再對各類功能參數進行全面的分析，最終選擇一個最適當合理的設計方案。對比陳舊的設計方法來說，仿真技術獲得更加可靠安全的設計方案，并且更為靈活的應用起來，這樣也降低了很多的資金，同時制造實物上的用掉的時間也降低了，又由于其不能制造實物，所以仿真技術的另一個名稱是虛擬樣機技術?？傮w而言，計算機仿真技術具備安全可靠、沒有破壞性、能幾次重復、不會因為地區(qū)和氣候條件的影響等幾類優(yōu)勢，所以其在設計制造機械設計行業(yè)中獲得特別廣泛的運用。

這些年來特別迅速的發(fā)展了機械設計制造行業(yè)，更加各種繁雜的系統(tǒng)設計，加上因為數據量龐大，這樣在實驗中經常會遇到各類難題。因此也就需要依據現實設計需要，在計算機上建設起模型，再對其實施仿真，通過對各項參數功能進行綜合的分析，最終擬定機械設計制造的最好設計方案。在實施設計制造機械的開始過程中，在仿真軟件中設計人員只要結合不一樣的設計方案建設起相關的虛擬樣機，這樣就可以分別完成不同假設條件的虛擬實驗。如此一來，不管是選取最好設計方案還是改善方案，都非常難實施。總體而言，仿真技術運用在機械設計制造中的計算結果可以更加的精確，這樣可以大大提高研發(fā)質量，并且還可以推動研發(fā)提高效率，這樣也可以降低研發(fā)資金。

2 仿真過程的實現

2.1 建設模型

在設計制作機械的時候，如果要應用仿真技術，首先就要把編輯條件與限制條件設計好，對研究目標進行確定，然后建設一個能夠讓系統(tǒng)要求得到滿足的仿真運行系統(tǒng)。初步建設系統(tǒng)以后，就需要設計者依據相關的學科知識實施數字化表述這系統(tǒng)，也就是建設數學模型系統(tǒng)。一般情況下，因為不一樣的時間能分為動態(tài)與靜態(tài)兩者數學模型，其中動態(tài)模型又能夠分為離散、持續(xù)與混合時間3種。

2.2 模型的變換

通過數學表達式轉換成計算機可以處理抽象出來的模型方式，應用有關的、合理的計算機算法與計算機語言，計算機方針的基礎—仿真模型就是這種模型。這個過程完成好既能夠依據本身需要研發(fā)的一個新的系統(tǒng)，也能夠直接應用當下已有的仿真軟件。

2.3 對模型進行試驗

當創(chuàng)建出仿模型后，我們在電腦中輸入并實施運行，這樣就會得到很多的仿真結果，這就是實施試驗三維模型的過程。它的展開是基于先期設計的試驗方案，其過程相對小的難度，然而在衡量規(guī)范上仿真結果卻需要考慮好。它需要實施分析仿真結果的可靠性，要符合這個目的又分為2種方法，首先是置信通電法，其次是仿真過程的反向驗證法。

3 在機械設計制造中仿真技術的應用

3.1 在機械的裝備設計方面的應用

齒輪在機械裝備中是最關鍵的零件之一。所以，在對其實施制造的時候，設計師在仿真實驗更好的運用齒輪功能有非常關鍵的意義。在這一個方面，有非常多地設計人員在設計齒輪的時候都實施了幾個方面的研究，最關鍵的研究方向包含下面幾個方面：首先，通過運用計算機來完成仿真模擬圓弧針齒形星的行動軌跡;其次，在仿真與建模的時候，關鍵是通過visuallisp技術來完成的，這是齒輪的端面建模，也從不一樣的方面實施相關的評估，之后結合其功能，把相關的結果分析得出;最后，實施參數研究影響齒輪的傳動接觸點，并對其實施分析，然后符合減少影響正交齒輪的有關傳送效果目的。除此以外，在機械設計制造行業(yè)中計算機的仿真技術還有特別普遍的運用。比如，在實施設計齒輪泵的齒輪階段中，齒輪的功能就能夠運用計算機的仿真技術實施檢驗，然后符合完成最大化運用齒輪泵的功能，在合理的程度上質量也獲得了明顯的提高。

3.2 在機械結構件設計方面的應用

需要各部分機械結構件組合完成一個機械系統(tǒng)，使它們的綜合作用一起發(fā)揮出來。所以，在實施設計一個新產品的過程中，各零部件可不可以正常發(fā)揮好功能，它們之間有沒有合理的配合、怎樣選擇組合方案等問題，都跟提前用仿真技術實施模擬優(yōu)化有密切的關系。當前市場主流的大型三維設計軟件都實施開發(fā)了結構運動仿真作用，依據這軟件中設計的裝配檢的功能，展開模擬演示結構的運動，假如需要運動學仿真，只需要事先把主運動件設置好，具備非常大的方便性。

3.3 仿真技術在加工研究方面的應用

仿真在設計的時候有非常重要的意義。所以，非常多研究人員實施詳細的分析與探討了這一問題，針對非常多的機械加工中應用有關的仿真技術，這樣設計人員就可以更加深入的認識到機理，也能夠在極大程度上提高加工接地中相關的機械功能與機械質量，特別在復雜的機械加工方面表現出來。比如，在機械數控加工的時候，機床的零件能夠應用仿真技術來實施編寫程序，之后通過相關的方法把其改變?yōu)閳D形信息，有關的設計人員只需要依據這些圖形中供應的信息，有關的加工參數就能夠設置好。

3.4 將機械制造的質量進行優(yōu)化提升

機械制造工作需要應用專業(yè)技術的人員，通過計算機技術的輔助來完成實際工作，然后在根據計算機所提供的具體數據和計算結果來建立數字立體模型，并且應用分析出來的詳細參數，對零件的各部分應用性能有一個了解，最后在制定出較為優(yōu)秀的實施方案。

3.5 提高機械制造數據準確度

機械制造需要將信息和仿真技術相融合，使信息數據計算和分析這兩項工作具備較強的優(yōu)勢，將機械制造工程中可能會產生的損失降到最低限度，機械仿真技術的應用提升了該項企業(yè)的工作質量和完成效率。近些年來，我國的機械制造企業(yè)迅速崛起，且需要完成的機械制造類型也不斷增加，使得整體結構不斷增加復雜性，在實際過程中需要大量的統(tǒng)計數據，分析數據內容，為機械制造工作帶來了壓力和困難。在數據急劇增加的情況下應用仿真技術，可以通過與計算機的結合在了解各項數據參數性能，提升計算結果的準確度，推動產品質量的有效提升。機械設計制造應用的仿真技術，大多數會根據信息分析出來的數據，通過適應計算機技術揣來構建虛擬的模型，然后在將其用數字的方式來進行詳細制作，最后進行產品模型展示。

4 結束語

運用與發(fā)展計算機技術推動了仿真技術的進步，信息技術、系統(tǒng)論與控制論等運用仿真技術的基礎，運用技術的過程中以專業(yè)設備與計算機為工具，通過建設模型系統(tǒng)的形式，完成動態(tài)測試規(guī)劃設想中或者現實中的數據系統(tǒng)。結合仿真技術與機械設計制造，為中國的機械制造產業(yè)帶來了生機，為推動機械制造產業(yè)的不斷發(fā)展和科學性發(fā)展建設基礎，希望這些研究對發(fā)展現實機械設計制造產業(yè)有幫助。

參考文獻

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[2] 熊勇.仿真技術在機械設計制造中的應用[J].電子技術與軟件工程，2016，（15）：82.