仿真技術在機械設計制造中的應用研究

尚星良

摘 要：我國經(jīng)濟發(fā)展正處于轉(zhuǎn)型和升級的關鍵時期，隨之涌現(xiàn)出各種先進技術與設備，并應用在多個領域中。而仿真技術也不例外，該技術時由計算機技術等其他技術高度融合的計算機技術，也是依賴于模擬技術衍生而來的，能最大程度上實現(xiàn)虛擬展示的效果?；谠摷夹g具有較強的技術性和針對性，機械設計制造人員在進行技術引進和使用之前，應對該技術內(nèi)涵原理和應用特點進行基本了解，從而避免出現(xiàn)技術性問題，推動機械設計制造業(yè)走向現(xiàn)代化和信息化。

關鍵詞：仿真技術 機械設計制造 應用研究

Abstract：China's economic development is in a critical period of transformation and upgrading， with the emergence of various advanced technologies and equipment， which are applied in many fields. Simulation technology is no exception. This technology is a computer technology highly integrated by computer technology and other technologies. It is also derived from simulation technology， which can realize the effect of virtual display to the greatest extent. Based on the strong technicality and pertinence of this technology， mechanical design and manufacturing personnel should have a basic understanding of the connotation， principle and application characteristics of this technology before technology introduction and use， so as to avoid technical problems and promote the modernization and informatization of mechanical design and manufacturing industry.

Key words：simulation technology， mechanical design and manufacturing， application research

仿真技術融合了計算機技術后，更具現(xiàn)代化和信息化，結(jié)合更全面的科學理論和技術支撐后能夠解決更多的現(xiàn)實問題。隨著該技術的逐步成熟，涌現(xiàn)出與仿真技術相關的技術和軟件，也使得模擬技術得到廣泛應用。計算機仿真技術得到接卸設計制造人員的認可與青睞，并在該領域得到廣泛應用，模擬技術的革新與發(fā)展能夠有效推動機械設計和制造行業(yè)的進一步發(fā)展。立足于智能化和數(shù)字化發(fā)展視域下，仿真技術打破了傳統(tǒng)機械設計制造的壁壘和局限，使得模擬設備得到有效創(chuàng)新和升級，使得學生能夠隨時隨地進行連接，提升其便捷性和實效性。本文在簡要闡述仿真技術和機械制造技術的基本概念，并分析仿真技術的應用特點，最后提出具體的應用路徑，旨在為機械設計制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供借鑒和思路。

1 機械制造技術和仿真技術簡要說明

1.1 仿真技術信息描述

結(jié)合筆者實踐調(diào)研可知，仿真技術在多個領域中得到普遍應用，現(xiàn)階段，仿真技術的開展過重涉及多個工具，依據(jù)工具本身性質(zhì)可以大致分為硬件和軟件兩類。其中硬件指的是計算機，無論是數(shù)字還是模擬計算機，此外，還有目標、運動等其他物理仿真器;而軟件則包括語言、程序以及數(shù)據(jù)庫等部分，綜合構(gòu)建起仿真技術的軟件系統(tǒng)。在仿真技術的實際應用過程中，要完成目標系統(tǒng)的模型構(gòu)建，需要增加一定的實踐措施。而實驗措施多是以離散事件和連續(xù)系統(tǒng)仿真為主，隨著信息技術的進一步升級，使得仿真技術深受電力汗液、航天工程以及機械制造行業(yè)人員的認可與青睞。如今，采用仿真技術能夠有效見地機械加工指導行業(yè)的時間、資金等資源浪費，與此同時，也為機械行業(yè)帶來較高收益。

1.2 機械設計制造行業(yè)

機械的設計與制造對仿真技術有著相似需求，且同樣復雜且繁瑣，需要機械自動化、電子工程以及數(shù)字化等各種先進技術與設備的支撐，除此之外，機械設計制造還應熟知并掌握機械制造技術、控制工程以及工程材料等專業(yè)的理論知識。隨著科學技術的升級與完善，給機械設計制造行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了內(nèi)需與動力，一般而言，主要設計制造工業(yè)器械與設備零件，但是在此之前，應建立成熟的制造模型，并通過大量的科學實驗檢測來有效保障模型的科學性和規(guī)范性，如今，仿真技術聯(lián)合其他技術使得國內(nèi)的機械加工制造領域得以實現(xiàn)自動化轉(zhuǎn)型和升級，有著良好的發(fā)展前景。

2 仿真技術應用特點簡析

其一，應用范圍廣泛。仿真技術自誕生其并已經(jīng)步入了高速發(fā)展階段，且其趨勢勢不可擋，其功能作用在多個領域中都得到顯著體現(xiàn)。而機械設計制造領域也不例外，應用在機械產(chǎn)品設計、制造以及檢測等整個過程，而也正是廣泛應用的特點使得仿真技術能夠在機械設計制造中占據(jù)一席之地，不僅能夠把控產(chǎn)品質(zhì)量、提升制造效率，還應優(yōu)化技術水平，使得出廠的產(chǎn)品能夠切實滿足市場對產(chǎn)品性能的多面需求，提升該產(chǎn)品的銷售額度。如今仿真金技術的應用范圍還在不斷擴大，使得仿真對象和目標更為明確和清晰，提升他們在制造領域應用的有效性。

其二，具有集成化屬性。仿真技術在機械設計制造行業(yè)中的應用有著顯著的集成化特點。仿真技術本身便是融合了多種技術與理念，就有一定的復雜性和多樣性，從而能夠模擬不同類型產(chǎn)品或是不同種類產(chǎn)品。另外，基于集成化的屬性，使得仿真技術在機械設計制造中能夠發(fā)揮其有效性，對整個行業(yè)都有著推動作用。

其三，分布特性突出。依托于網(wǎng)絡技術和計算機技術構(gòu)建的仿真技術，其分布特性也在逐步擴大，對仿真技術的整個運行環(huán)節(jié)進行細致分析和研究可知，仿真技術功能作用的充分彰顯和體現(xiàn)離不開虛擬網(wǎng)絡和制造技術的加持，整個運行環(huán)節(jié)中還需要配合理論要求和圖形規(guī)定。而分布性突出的這一特點，無形中也強化了仿真技術在機械設計制造中的應用影響，最終切實保障設備質(zhì)量與安全。

3 具體應用探究

3.1 在機械結(jié)構(gòu)設計中的應用

對機械領域有所了解的可知，該系統(tǒng)是由多種不同功能負載協(xié)同組建的，這方面的結(jié)構(gòu)設計是整個機械正常運行的關鍵環(huán)節(jié)，對機械的性能有著直接影響。換言之，技術研究人員利用仿真技術，能夠優(yōu)化招生官模擬實驗環(huán)節(jié)，從而篩選出最優(yōu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計模型，進而最大程度上發(fā)揮零部件的功能效用。與此同時，技術研究人員可以借助仿真技術和運動學理論知識進行有效融通，依托大型三維設計軟件來多角度、多維度展示并觀測機械系統(tǒng)的運動結(jié)構(gòu)，并對不同零部件的干涉效果進行細化分析，及時發(fā)現(xiàn)所存問題和技術瓶頸，在此基礎上對其進行優(yōu)化調(diào)整，提升機械設備的性能。伴隨科學技術的創(chuàng)新發(fā)展和廣泛應用，運動仿真模塊與三維設計軟件負載有著高度融合，能夠使得相關人員能夠直接且實時觀察機械結(jié)構(gòu)具體的運動狀態(tài)，不僅能夠節(jié)約工作時間，減少物料成本，提升成本效應，還大幅度提升了其操作性，為后續(xù)完善設計提供有效依據(jù)，深得人們的喜愛和青睞。

3.2 在齒輪設計中的應用

技術研究人員還應提升對機械設備中齒輪與其他產(chǎn)品的重視度，是因為轉(zhuǎn)動部位需要齒輪相配合才能夠順利生產(chǎn)產(chǎn)品。換言之，齒輪在設計與制造是機械設計制造的關鍵部分，有著極為突出的影響，影響機械使用壽命和生產(chǎn)效率。通過引進仿真技術，能夠有效檢測齒輪設計是否符合設計圖紙，滿足不同工藝的加工要求。機械設計人員可以利用仿真軟件創(chuàng)設齒輪在不同環(huán)境中的作業(yè)環(huán)境，以此來檢測齒輪設計是否規(guī)范合理，并及時發(fā)現(xiàn)問題，進行檢修與完善。例如，技術人員利用仿真技術來計算圓弧針齒運行軌跡，進而能夠?qū)崿F(xiàn)模擬齒輪的正常運行。在仿真技術的支撐下，還能夠完成齒輪轉(zhuǎn)動接觸點參與的深化研究。通過充分挖掘仿真技術在機械齒輪設計制造中的功能作用，能夠切實提升齒輪性能和品質(zhì)，對整個機械設計制造領域都有著推動作用。

3.3 在加工設計中的應用

機械赤岸品的設計到制造需要歷經(jīng)多重流程和操作步驟，而大型機械設備更為突出，引進仿真技術之后能夠使得該過程變得間接和方便。換言之，機械設計制造的本質(zhì)在于能夠滿足各種生產(chǎn)加工所需，從而提升其產(chǎn)出價值。在機械加工設計環(huán)節(jié)中引進仿真技術，能夠優(yōu)化機械設備的性能，還能夠切實提升加工效率和質(zhì)量，有廣泛推廣的必要性。比如在加工數(shù)控機床的過程中，利用仿真技術完成編寫零部件運行程序，還能夠生成圖形和數(shù)據(jù)，對機械設備發(fā)出指令要求，從而完成加工工作，從而大幅度提升機械零部件的運行的準確性和便捷性。此外，還能夠減少人工操作工作量，提升加工效率。由匯入在切削加工工藝流程中應用仿真技術，能夠以時間軸為單位構(gòu)建數(shù)學模型，完成對不同運行條件下機械設備的性能和質(zhì)量，最終篩選出最佳加工方案，從而彰顯仿真技術的應用優(yōu)勢。

3.4 輔助復雜數(shù)據(jù)的計算

基于仿真技術的各種計算機技術在如今的機械設計制造領域中發(fā)揮著至關重要的作用，而欠缺計算機輔助的機械設計很難順利解決所遇的各種復雜問題和突破技術瓶頸。而在引進仿真技術后，能夠輔助計算機簡化復雜問題和數(shù)據(jù)信息，從而降低計算難度系數(shù)，節(jié)省設計、研發(fā)時間，提升計算結(jié)果精準性。在新產(chǎn)品設計研發(fā)極端，仿真技術的應用有著不可忽視的作用優(yōu)勢，在通過一些列設計實驗后，能夠保證產(chǎn)品的性能指標滿足設備所需，這樣，不僅能夠降低實驗研發(fā)極端對材料的損耗浪費，還能夠促進企業(yè)研發(fā)進程。若是將仿真技術與動力學模型進行配合應用，則能夠高效且全面地獲取與結(jié)構(gòu)強度、剛度以及熱態(tài)等特性數(shù)據(jù);若是阿靜仿真技術與計算機技術進行計算分析，能夠有效規(guī)避潛在的運行風險和安全隱患。

4 結(jié)語

總而言之，伴隨國內(nèi)經(jīng)濟的升級與發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云平臺等技術也隨之得到創(chuàng)新發(fā)展，在基礎上涌現(xiàn)的仿真技術在各個領域中得到廣泛應用，而機械設計制造行業(yè)也不例外，從而給行業(yè)發(fā)展帶動動力和活力，能夠滿足不同行業(yè)的信息化和自動化發(fā)展，及時解決各種現(xiàn)實問題，提升機械設備的設計研發(fā)周期，提升產(chǎn)品質(zhì)量和效率，最終切實提高機械加工行業(yè)的經(jīng)濟效益，為行業(yè)健康發(fā)展起到推動作用。

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