模具三維仿真系統的開發與研制

卞宏山

【摘 要】 將三維仿真技術有效的應用于模具制造和應用中，構成模具三維仿真系統，將會大大提高模具的應用水平，促使其有效的應用于機械制造中，為建設高質量的機械創造條件。為此，本文就三維仿真系統的開發與研制進行分析和探究。

【關鍵詞】 模具 三維仿真系統 開發 研制

隨著科學技術的不斷發展，機械制造水平越來越高。在機械制造中，機械模具相較以前有很大程度的發展和進步，更加精確、規范、科學。目前，我國正在致力于機械模具三維仿真系統的開發與研制，希望通過三維仿真技術來提高機械模具的水平，促使機械模具向精確化、智能化、科學化的方向發展。為此，本文從以下幾個方面詳細探討模具三維仿真系統的開發與研制。

1 三維仿真系統的開發步驟

計算機仿真學是以多種科學理論為基礎、以計算機及其軟件為工具進行實驗研究的方法體系。三維仿真技術正是以計算機仿真系統為理論基礎實現的，相應的要想構建有效的模具三維仿真系統一定要以計算機仿真學為前提，結合模具實際需要，合理的、科學的進開發。從對三維仿真技術的認識出發，對于三維仿真系統的開發應基于生命周期法，按照從認識到實現這過程來開發三維仿真模系統。具體的開發步驟：軟件分析→軟件框架設計→軟件設計程序編程→系統集成。

2 模具三維仿真系統功能與開發內容的分析

明確模具三維仿真系統具有的功能是在開發此系統前需要完成的工作。只有了解模具三維仿真系統的作用及具體的功能，將其作為模具三維仿真系統設計的依據，設計出最佳的三維仿真系統方案，才能夠更好的進行是模具三維仿真系統的開發。就以往機械模具的應用情況來看，三維仿真系統需要實現以往模具作用的基礎上還要進行優化。所以模具三維仿真系統具有的主要功能為設計、仿真、預報、尋優。

模具三維仿真系統開發的內容是實現此系統的功能，促使系統能夠合理的應用。模具三維仿真系統開發的具體內容為：

（1）設計。實現三維仿真系統能夠進行設計這項功能需要多種與設計相關的技術合理的結合，進而構建設計平臺和產品庫，促使新產品的設計和模具的設計能夠在設計平臺上完成，直接存儲在產品庫中，工作人員可以隨時從產品庫中提取模型，進行產品生產。

（2）仿真。仿真是三維仿真系統最基本的功能。在開發此系統時需要通過構建力學模型、模具裝配過程、參數檢測過程以及拉鏈拉向過程，從而有效的進行模具仿真。

（3）預報。所謂預報就是對模具的各個方面進行提前的預報，以保證模具標準性。在開發系統時是通過拉鏈拉合程度、拉合輕滑度、拉頭拉片張強力等方面有效結合實現的。

（4）尋優。模具三維仿真系統的尋優是尋求參數最優解、拉頭關鍵參數最優的狀態、鏈牙關鍵參數給定后的最優解。在進行此項功能開發的過程中需要構建權限管理。圖檔管理、設計庫、靜態尋優、動態尋優、模具裝配三維CAD設計系統、拉鏈產品設計品平臺，各個部分合理的結合與運用，實現模具三維仿真系統尋優功能的應用。

3 主要模塊的設計思想

模具三維仿真系統的開發與研制是非常復雜、繁瑣、技術性強、問題多的一項工程。在進行此項工程的過程中充分的表現三維仿真技術的交叉性、高科技、高難度等特點。因此，在構想主要模塊設計時需要特別慎重。應當從以下兩方面展開。

3.1 模具裝配過程干涉現象檢測八叉樹算法的思想

八叉樹算法是指若不為空樹的話，樹中任一節點的子節點恰好只會有八個，或零個，也就是子節點不會有0與8以外的數目。應用此算法對整個仿真過程進行分析，確定模具裝配整個過程是否合理，再對模塊的主要功能進行分析，為構建具有應用價值的主要模塊做鋪墊。

3.2 力學模型與人工智能模型組合的思想

有效的將力學模型與人工智能模型有效的組合在一起，為構建仿真、設計、預報及尋優模塊有很大幫助。然而，要想有效的將力學模型與人工智能模型組合，就需要建設合理的力學模型、神經網絡模型、人工智能模型，才能實現兩者模型合理的、標準的、有效的、正規的組合，為四個模塊的形成及優化創造條件。

（1）力學模型的建立。建立合理的、有效的力學模型需要對拉鏈在拐角、扭曲等情況下進行受力分析，并確定不同環境對拉鏈受力的影響，以此作為力學模型構建的依據，進而合理的構建力學模型。

（2）神經網絡模型。神經網絡模型的構建是為建設出有效的人工智能模型而做鋪墊。神經網絡模型的構建主要應用神經元網絡對模具仿真過程進行詳細的分析，確定整模具仿真所有的網絡點，并構成集合，再次應用神經元網絡進行神經網絡模型結構和權重規劃，從而構建神經網絡模型。

（3）人工智能模型。利用力學模型就模具三維仿真系統中所應用的數據進行分析，準確的判定實時仿真情況。利用神經網絡模型就模具三維仿真系統所應用的網絡進行分析，從而明確高度非線性和系統建模的控制能力。為此，在明確人工智能模型構建條件的情況下，有效的合理的構建人工智能模型。

4 結語

受我國經濟、科技蓬勃發展的影響，機械制造有很大程度的進步和發展。當然，目前機械制造并未到達非常完善的程度，還需要不斷的采用先進的科學技術對機械制造進行創新。目前，我國正在致力于模具三維仿真系統的開發和研制，其目的主要是為了能夠促使模具的生產和應用能夠更加精確、合理、規范，從而建設更加精確的機械。本文筆者對于模具三維仿真技術的開發和研制主要是通過三維仿真系統的開發步驟、模具三維仿真系統功能與開發內容的分析、主要模塊的設計思想這幾方面展開的，希望能夠對于構建有效的模具三維仿真系統有一定幫助。

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