仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造過程中的應(yīng)用

楊磊

摘 要：現(xiàn)階段，我國的科學(xué)技術(shù)水平得到了很大程度提升，在機械設(shè)計制造領(lǐng)域的發(fā)展中，對新技術(shù)的應(yīng)用就能有助于設(shè)計制造的整體水平提高。將仿真技術(shù)和機械設(shè)計制造相結(jié)合，就能有效優(yōu)化機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展階段。基于此，文章主要就機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性和應(yīng)用流程加以分析，然后結(jié)合實際對仿真技術(shù)的應(yīng)用特征及實際應(yīng)用詳細探究，希望能通過此次研究分析，對機械設(shè)計制造的發(fā)展起到促進作用。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；仿真技術(shù)；應(yīng)用

引言

仿真技術(shù)的應(yīng)用，主要就是對計算機技術(shù)下加以實現(xiàn)的，通過多種學(xué)科理論作為基礎(chǔ)，在計算機的軟件工具支持下，發(fā)揮著重要作用。在早期的計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用，是隨機數(shù)通過實驗求解隨機問題方法的應(yīng)用，在近些年的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展下，和工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展有著緊密的結(jié)合，這樣就對工業(yè)發(fā)展起到了很大促進作用。通過從理論上對仿真技術(shù)的應(yīng)用研究，就能為實際機械設(shè)計制造發(fā)展提供理論支持。

1 機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性和應(yīng)用流程

1.1 機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性分析

機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)在我國的經(jīng)濟發(fā)展中起著重要促進作用，從上世紀(jì)七十年代以來，在全球化的競爭發(fā)展方面愈來愈激烈，產(chǎn)品消費結(jié)構(gòu)也在向著個性化以及多元化的方向發(fā)展。仿真技術(shù)的出現(xiàn)，對機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)就有著很大推動，而在收到經(jīng)濟水平的因素影響，在實際操作系統(tǒng)的應(yīng)用上費用相對比較高。仿真技術(shù)的應(yīng)用，在設(shè)計人員將計算機技術(shù)作為載體下，通過運用相應(yīng)的軟件以及構(gòu)建數(shù)據(jù)模型等，這樣就能對參數(shù)詳細準(zhǔn)確的分析，在機械設(shè)計制造當(dāng)中應(yīng)用，就能有效提高設(shè)計的效率[1]。機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用，只需要設(shè)計人員結(jié)合不用方案在仿真軟件當(dāng)中進行構(gòu)建虛擬機，從而就能有效完成不同假設(shè)性虛擬實驗，對最優(yōu)化的方案進行選擇。仿真技術(shù)的應(yīng)用對計算的精度可有效保證，對研發(fā)的質(zhì)量也能有效提高，節(jié)約了大量的研發(fā)資金，這對機械設(shè)計制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展就有著積極促進作用。

1.2 機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用流程分析

機械設(shè)計制造領(lǐng)域的發(fā)展，需要從多方面加強重視，在機械設(shè)計制造過程中仿真技術(shù)的應(yīng)用，主要是在電腦數(shù)學(xué)模型以及仿真模式的建立基礎(chǔ)上應(yīng)用的。仿真技術(shù)的應(yīng)用涉及到圖形學(xué)以及幾何造型學(xué)等，在對系統(tǒng)實質(zhì)抽象數(shù)學(xué)模型的處理過程中，要按照相應(yīng)的程序進行實施。首先就是對模型進行建立，仿真技術(shù)應(yīng)用中先要能抽象出能達到仿真目的的可靠系統(tǒng)，然后加上邊界以及約束條件[2]。接著就要對相應(yīng)學(xué)科知識的應(yīng)用，把這一系統(tǒng)在數(shù)學(xué)表達的方式下進行闡述。主要的內(nèi)容就是數(shù)學(xué)模型，模型的構(gòu)建過程中，就要結(jié)合時間關(guān)系進行劃分。在模型的構(gòu)建類型上有動靜兩種模型類型，在動態(tài)模型方面又分為連續(xù)時間以及離散時間和混合時間幾種。

機械設(shè)計制造過程中的仿真技術(shù)應(yīng)用流程中，在模型的變換層面就比較關(guān)鍵。這一環(huán)節(jié)主要是將抽象的數(shù)學(xué)表達進行轉(zhuǎn)換成計算機處理形式。然后通過適當(dāng)?shù)乃惴ㄒ约坝嬎銠C語言，就能對仿真模型進行分析，這就需要對計算機研發(fā)新的系統(tǒng)，或者是通過仿真軟件加以應(yīng)用，都能夠達到模型變換的目的[3]。

接著就是模型的實驗環(huán)節(jié)。也就是把創(chuàng)建仿真模型輸入到計算機當(dāng)中，通過仿真模型的運行就能獲得仿真結(jié)果。在進行仿真實驗中是通過先期設(shè)計實驗方案進行運行的，這樣就比較的簡單。對于仿真實驗的結(jié)果的衡量標(biāo)準(zhǔn)問題，就要先對仿真實驗的結(jié)果進行辨析，對其結(jié)果的可靠性進行檢驗可通過反正過程反向驗證法以及置信通道方法加以應(yīng)用。通過這一系列的程序?qū)嵤?，就能有助于仿真技術(shù)的積極作用發(fā)揮。

2 機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用特征及實際應(yīng)用

2.1 仿真技術(shù)應(yīng)用的特征體現(xiàn)分析

第一，應(yīng)用范圍大特征。仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造當(dāng)中的應(yīng)用，有著鮮明的特征體現(xiàn)，從產(chǎn)品設(shè)計到制造和測試維護的整個過程中，仿真技術(shù)都能貫穿始終。在機械產(chǎn)品的概念設(shè)計以及詳細設(shè)計和加工制造等環(huán)節(jié)，仿真技術(shù)都能發(fā)揮積極的作用。在仿真技術(shù)的實際應(yīng)用中，在范圍上得到了迅速擴大化，仿真對象和目的上從研究制造對象動力學(xué)以及運動學(xué)特性，已經(jīng)向著研究制造系統(tǒng)設(shè)計運行方向發(fā)展，在庫存管理以及產(chǎn)品開發(fā)過程組織等層面都有著涉及。

第二，集成化特征。機械設(shè)計制造過程中的仿真技術(shù)應(yīng)用，在集成化的特征層面表現(xiàn)的比較突出，也就是對仿真技術(shù)的綜合性應(yīng)用，從而就能有效形成可運行的產(chǎn)品開發(fā)以及制造環(huán)境。在仿真的類型上是多樣化的，有著面向產(chǎn)品以及制造工藝和生產(chǎn)管理等部分的仿真[4]。這些部分對仿真技術(shù)的應(yīng)用都得到了綜合性體現(xiàn)。

第三，分布性特征。仿真技術(shù)的應(yīng)用在和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合下，對仿真的分布性特征上就比較顯著。這是通過制造分布所決定，其中就有著敏捷制造以及虛擬網(wǎng)絡(luò)的支持實現(xiàn)的。仿真技術(shù)的應(yīng)用和傳感器以及圖形技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用特征也比較突出，這就對仿真技術(shù)的交互性得到了加強。

2.2 機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)應(yīng)用

仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中多個環(huán)節(jié)都能進行應(yīng)用，其中在復(fù)雜的數(shù)值計算分析中的應(yīng)用作用比較突出。仿真技術(shù)應(yīng)用對機械設(shè)計制造中的大量復(fù)雜化數(shù)據(jù)分析計算能力比較強，能將數(shù)據(jù)分析簡單化以及層次性的實現(xiàn)，這樣就大大的提高了工作效率，對低水平重復(fù)勞動的問題也能避免。機械產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計中，運用仿真技術(shù)就能在計算分析上準(zhǔn)確快速的實現(xiàn)，直到滿足實際的要求標(biāo)準(zhǔn)，對機械產(chǎn)品材料的浪費以及耗時的問題也得到了解決。機械產(chǎn)品的動力學(xué)模型的分析下，對機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強度等都能得到有效保障，對機械設(shè)備的剛度應(yīng)變以及動態(tài)特性的參數(shù)分析能力也比較強。

仿真技術(shù)在機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中應(yīng)用，也能優(yōu)化設(shè)計的質(zhì)量。機械產(chǎn)品是通過大量結(jié)構(gòu)組裝的工藝動作。對新機械產(chǎn)品的研發(fā)過程中，結(jié)構(gòu)的正確設(shè)定，和結(jié)構(gòu)間的運動得當(dāng)與否等，都和產(chǎn)品的實際應(yīng)用效果有著直接的應(yīng)用。這就需要在仿真技術(shù)的應(yīng)用下，通過三維機械設(shè)計軟件的應(yīng)用進行仿真設(shè)計，從而有效的檢查機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。

將仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造當(dāng)中的齒輪設(shè)計中加以應(yīng)用，能有效提高齒輪設(shè)計的質(zhì)量。機械裝備當(dāng)中的齒輪是比較關(guān)鍵的零件，對其設(shè)計的精度有著高要求，實際設(shè)計過程中就要充分注重對仿真技術(shù)的應(yīng)用。具體應(yīng)用中對visual lisp語言的應(yīng)用，就能在齒輪端面實施模型的構(gòu)建以及仿真，能從多個角度實施評估[5]。仿真技術(shù)的運用下能對圓弧針齒輪星傳動研究分析，以及對影響正交齒輪齒輪傳動接觸點的參數(shù)實施研究，這樣就大大的提高了對齒輪設(shè)計的精確度。

3 結(jié)束語

綜上所述，機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，隨著新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對整體的機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有著促進作用。仿真技術(shù)和機械設(shè)計制造的結(jié)合，為我國的機械制造產(chǎn)業(yè)帶來了生機，為促進機械制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及科學(xué)性發(fā)展打下了基礎(chǔ)，希望此次研究有助于實際機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

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