虛擬樣機技術在礦山機械領域中的應用

仲文君

（武威職業學院，甘肅 武威733000）

隨著經濟全球化的開展, 想要在日益激烈的國際貿易市場上獲得優勢, 就勢必要減短研發時間和周期, 提高出產質量[1],降低開發成本, 激發市場的活力, 成為經營者們所需要的目的。但是, 傳統的產品設計和制造是無法同時滿足這些的。

這樣一來，虛擬樣機技術就在市場的迫切需求下應運而生。在經典的設計和過程中中,最新就是想法方案和實驗論證, 然后進行產品驗證。之后,為了檢驗, 需要對制造的樣機樣本進行測驗, 甚至，這些測驗需要時時面對危險。

1 虛擬樣機技術

作為一項正處在探尋中的新技術、新科技, 現在，虛擬樣機技術在國內還并沒有一個較為一致的基本含義,缺乏整齊的理論系統, 對于虛擬樣機技術的實際應用與研究還處在不斷的開發和精細當中,根據3種比較具有代表性的理論可將虛擬樣機技術理解為，虛擬樣機技術就是在營造第一臺物理儀器的時候, 技術師用電子技術建設機械、儀器的數據造型,進行仿真實驗，并用圖表、圖形表示虛擬樣機技術在真實建設環境下的特殊性,因而得到修正，并獲取最佳建設方案。虛擬樣機是一個數字化模型, 它能夠真實反應樣機產品的特點, 其中就包含了造型、時間和動力學的特點，具體參見圖1。

圖1 虛擬樣機技術模擬流程

借助虛擬樣機技術, 我們可以借助電腦建立一種機械式的器械系統, 伴隨著四維可看化模擬, 模仿虛擬樣機在實際生活下體系的活力和運動，并且能夠進一步根據模仿實驗將結果進行精準和精細。換一句話說, 虛擬樣機技術就是通過虛擬技術在可看化的優點，實現可助式地探尋，進而模擬樣品的實際功能, 對樣品進行立體、實驗和設計等方面的助教式建設與整理。

虛擬樣機技術式在D A C造型的前提下,將虛擬技術與現實方法相結合,為產品的研發制造了一個創新的設計方案。虛擬樣機技術在實際生活中應該將其橫穿在整個過程中。在方案設計和理論論證中, 設計師可將自己的想法與現實聯系在一起，輸入在計算機里, 讓創造力和想象力充分融合。

2 虛擬樣機技術在礦山機械領域中的具體應用

和傳統的物理儀器的開發方案比較,虛擬樣機的設計方案需要具備如下特點：全新的開發理念。傳統的創新方案是一步步從產生到出產一個完整的過程, 這種方法是存在諸多的弊點。但是，虛擬樣機技術恰恰相反，真正實現了設計理念的進步, 它是立足于工程方案, 在產品的設計想法時期就進行迅速分析、整理, 并通過可看化想法去進行設計,估計樣品在真實環境下的特點以及其所具有的優勢, 一直到獲取到最佳設計取向。低廉的的開發成本、短期的開發時間、高質量的產品表現。利用虛擬樣機方法可以甩掉虛擬樣機對物理儀器的依賴。

虛擬樣機技術在礦山設計中的實施是利用界面干凈化處理、處理功能強大、設計功能穩定的經濟化虛擬軟件實現的。國際上對虛擬樣機技術的經濟利益化早已完成準備。目前有40 多家企業在國際市場上激烈競爭。其中具備較深影響的企業有如美國機械動能學上市公司(Mechanical Inc Dynamics ）的MADAS , 意大利的MSL 公司DSDA以及法國航空公司PACKSIM 。其中，美國機械動能學上市公司的AMADS 占了全球市場的51 % 以上，AMSAD 使用互助式圖形圖表進行工作部件庫、約束條件庫、工作力庫的設計, 建立具備指數化的機械幾何系統, 解決方案是利用多結構立體系進行動態學理論中的拉朗日格方程式、系統動能學方程系統, 對虛擬機進行動力學、設計學和動學的分析,輸入位置、時間、加速度和作用力的變化曲線。AMADS 的仿真功能可實驗在預估系統的功能、運動力度、碰撞實驗、峰值大小、承載力等, 以及對有限單元格的輸入載量的計算。我國礦業機械儀器的研發尚處于經典的模式下, 全新儀器的通過需要經過想法、提出、測試、樣機、投入、改進、定制和生產幾個步驟。通過電子技術建設樣品的數據化模型,可以完成物理儀器無法繼續的試驗, 因而不必進行設計和試驗就可獲得最佳方案。這樣不但減少了物理測試的數次,而且減短了研發時間、提高了樣品質量。目前，全球范圍內都實現了動態化結盟(Virtual Company)的理念, 這樣以來，為了可以更好地適應市場全球化經濟動勢發展和變化,克服個別企業發展的局限性, 實現了在一定時間范圍內,利用Internet(或Big Intranet)臨時結盟的一種虛擬化結構。進而實現同行設計和方案, 參照企業之間信息的共享交流, 而虛擬樣機是一種大數據化模型, 利用計算機對信息進行輸入, 這就具備了傳輸速度快、信息反饋即時的特征,進而加快動態結盟的同行結構。

3 結語

本文對虛擬樣機技術在礦山機械領域中的應用進行分析，依托虛擬樣機技術的特點、基本定義，根據，對回虛擬樣機的實驗流程，實現本文設計。實驗論證表明，本文設計的方法具備極高的有效性。希望本文的研究能夠為虛擬樣機技術在礦山機械領域中的應用。