程相亮

摘 要：與其他技術(shù)相比，仿真技術(shù)具有較強的綜合性，也涵蓋許多計算機技術(shù)。仿真技術(shù)中包含的計算機技術(shù)能夠展現(xiàn)出虛擬化的效果，還能夠明顯縮減成本，提升機械設(shè)計制造水平，推動計算機技術(shù)的快速發(fā)展，真正實現(xiàn)我國機械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文主要針對仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用進行簡要分析。

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

1概述仿真技術(shù)與機械設(shè)計制造

1.1仿真技術(shù)

仿真技術(shù)具有較強的便利性，在社會多個行業(yè)和領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。仿真技術(shù)在實際運行中包含多個應(yīng)用工具，依據(jù)工具的不同性質(zhì)能夠?qū)⑵鋭澐譃橛布蛙浖７抡嬗布且杂嬎銠C為主，多種計算機都包含在內(nèi)，比如數(shù)字計算機、模擬計算機等。不只是計算機，還有很多物理仿真器也是仿真硬件的重要組成部分，比如目標仿真器、運動仿真器等。而仿真軟件包括很多部分，主要有仿真語言、數(shù)據(jù)庫等。在應(yīng)用仿真技術(shù)時，為了構(gòu)建目標系統(tǒng)模型，往往會采取有效的實驗策略，如離散事件系統(tǒng)仿真、連續(xù)系統(tǒng)仿真等。在先進的信息技術(shù)的大力支持下，很多行業(yè)都開始應(yīng)用仿真技術(shù)，包括航空航天行業(yè)、化工行業(yè)等。

1.2機械設(shè)計制造

機械設(shè)計制造和仿真技術(shù)有很多相同之處，都相當復(fù)雜。機械設(shè)計制造也必須得到不同學(xué)科和不同技術(shù)的大力支持，比如電子工程以及機械自動化等?？萍嫉娜找孢M步，為機械設(shè)計制造的穩(wěn)定發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)機械設(shè)計對象以設(shè)備零件和工業(yè)器械等為主，在進行制造前必須構(gòu)建模型，還要進行多個科學(xué)實驗以保證模型的合理性。目前，我國機械加工制造行業(yè)以信息技術(shù)以及其他技術(shù)為基礎(chǔ)，在朝著自動化的方向不斷發(fā)展。

2仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中應(yīng)用的重要優(yōu)勢

2.1減少制造成本

在產(chǎn)品研究和開發(fā)中，企業(yè)必須投入很多資金以及人力，以滿足工作的全方位推進。利用仿真技術(shù)能夠建立二維模型和三維模型，對機械設(shè)計制造的全過程進行模擬。仿真技術(shù)還可以利用計算機完成煩瑣復(fù)雜的工作，使工作人員從沉重的工作中徹底解脫出來。并且，機械模式建構(gòu)也能夠通過計算機來真正實現(xiàn)。合理應(yīng)用仿真技術(shù)可以減少實體模型的建造成本，提高產(chǎn)品研究和開發(fā)水平，加快產(chǎn)品研究和開發(fā)速度，減少設(shè)計制造成本。

2.2精準分析數(shù)據(jù)

近年來，在我國社會各行各業(yè)發(fā)展速度不斷加快的背景下，機械產(chǎn)品越來越復(fù)雜，也越來越精密，對機械設(shè)計的復(fù)雜化以及多元化等提出了更高的要求，也給機械設(shè)計的數(shù)據(jù)處理帶來了很大的難度。在機械設(shè)計制造過程中，設(shè)計人員必須分析大量數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)錯誤，就會降低產(chǎn)品性能。而仿真技術(shù)可以對大量數(shù)據(jù)進行精準合理的分析，降低設(shè)計難度，幫助設(shè)計人員設(shè)計出完善且全面的設(shè)計方案。

2.3完善設(shè)計方案

在傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造中，制定設(shè)計制造方案的過程相當復(fù)雜，需要人工分析數(shù)據(jù)，這樣既浪費時間和精力，又很難獲得合理的設(shè)計方案。并且不能將每個細節(jié)精細化，不能全面分析每個過程，易導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量降低，產(chǎn)品性能減弱。而若將仿真技術(shù)科學(xué)地應(yīng)用于機械設(shè)計制造中，設(shè)計人員就能夠利用計算機來整合和分析數(shù)據(jù)，構(gòu)建產(chǎn)品的三維模型，設(shè)計流程非常便捷，還可以對比分析不同的設(shè)計方案，選擇最佳、最適合的設(shè)計方案。

3 仿真技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用

3.1 仿真技術(shù)在機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

多個零件、部件以及子裝配體通過螺栓以及焊接進行固定的方式融合為一個整體的便是機械產(chǎn)品，因此在組裝的過程中應(yīng)對每個零件與部件的精確性以及合理性進行保證，從而使組裝出的產(chǎn)品質(zhì)量達到相關(guān)使用要求。現(xiàn)如今，隨著計算機仿真技術(shù)的使用，機械設(shè)計制造工作人員在對機械產(chǎn)品進行設(shè)計的過程中可對設(shè)計產(chǎn)品進行三維建模，隨后可使用相關(guān)軟件對模型開展多層次的模擬實驗，針對實驗結(jié)果以及相關(guān)數(shù)據(jù)對內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及零部件進行改進，隨后再次對完善后的模型開展模擬實驗，在經(jīng)過數(shù)次的模擬實驗以及數(shù)據(jù)對比后可得到最優(yōu)的設(shè)計方案。在對機械產(chǎn)品進行仿真設(shè)計的過程中，可使用UG、Pro/E以及SolidWorks等三維仿真軟件來對所設(shè)計的機械機構(gòu)進行展示。對于機械設(shè)計制造人員來說，在進行仿真的過程中可使用計算機軟件來轉(zhuǎn)動三維模型的角度與方向，還可放大三維模型的結(jié)構(gòu)與零部件細節(jié)，從而對機械產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造進行掌握。

3.2仿真技術(shù)在機械產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

在機械產(chǎn)品設(shè)計加工的過程中，計算機仿真技術(shù)的使用可極大的提高機械產(chǎn)品加工工作的效率以及質(zhì)量，從而確保整體生產(chǎn)加工過程的順利進行。比如在對數(shù)控車床進行使用進行零件加工的過程中，可使用計算機仿真技術(shù)對加工零件的三維模型進行構(gòu)建，隨后根據(jù)產(chǎn)生的三維模型來制作相應(yīng)的數(shù)控程序以及圖紙，最后將產(chǎn)生的程序向數(shù)控車床中進行導(dǎo)入后便可開展零件加工工作。與此同時，在通過數(shù)控磨床磨削加工產(chǎn)品的過程中，計算機仿真技術(shù)的使用可對產(chǎn)品的產(chǎn)生過程中進行演示與模擬，從而幫助工作人員對具體的步驟進行觀看，對程序的流程是否出現(xiàn)錯誤進行檢驗。此外在對數(shù)控銑床進行使用的過程中，可不斷對產(chǎn)品進行優(yōu)化設(shè)計，隨后針對所產(chǎn)生的三維圖紙對三維零件模型進行創(chuàng)建，并將其導(dǎo)入至仿真軟件后可開展仿真工作，檢驗銑削原理與步驟等基本內(nèi)容。

3.3仿真技術(shù)在機械產(chǎn)品復(fù)雜數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用

在對機械產(chǎn)品進行設(shè)計的過程中，應(yīng)針對相關(guān)設(shè)計要求以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將設(shè)計的零部件進行拼裝，最后組裝成整體的產(chǎn)品，在對產(chǎn)品進行多次反復(fù)試驗后可針對相關(guān)試驗數(shù)據(jù)不斷對產(chǎn)品模型進行改進與完善，這種工作流程是目前仿真技術(shù)在機械產(chǎn)品設(shè)計中的主要程序。一般情況下，機械產(chǎn)品內(nèi)部如果具有較高的復(fù)雜程度，那么其開發(fā)周期也會相應(yīng)延長，從而使產(chǎn)品設(shè)計工作的難度進行提高，而計算機仿真技術(shù)的使用可有效對這種問題進行改善。在對機械結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，常常會對部件受力情況、零件尺寸等進行計算，傳統(tǒng)的人工計算方式不僅效率較差，同時還容易出現(xiàn)誤差。而計算機輔助軟件的使用可代替人工完成多種復(fù)雜程度較高的運算，不僅可對計算時間進行減少，還對計算準確性進行了提高，可有效對產(chǎn)品開發(fā)周期進行縮短。與此同時，在機械產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中計算機仿真技術(shù)的使用還可對其開展手里分析工作，幫助工作人員對產(chǎn)品部件的形變尺寸以及受力情況進行展示，從而提高機械產(chǎn)品的科學(xué)性以及合理性。

3.4 仿真技術(shù)在大中型機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用

在對機械產(chǎn)品進行設(shè)計的過程中，工作人員常常會遇到內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜以及體積較大的大中型機械產(chǎn)品。對于大中型機械產(chǎn)品來說，在進行設(shè)計的過程中需要對許多不同的零部件進行設(shè)計工作，因此其生產(chǎn)加工工作具有較高難度。傳統(tǒng)的大中型機械產(chǎn)品設(shè)計方式常常會出現(xiàn)零部件裝配問題，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因是大中型機械產(chǎn)品的內(nèi)部零部件較多，無法進行一次性裝配，因此對大中型器械的使用穩(wěn)定性造成了較大影響，甚至導(dǎo)致使用企業(yè)的正常生產(chǎn)工作受到影響，從而帶來較大的經(jīng)濟損失。而在零配件裝配的過程中，計算機仿真技術(shù)的使用可對零配件的裝配工作進行仿真，從而在進行裝配時對零部件中的問題進行及時發(fā)現(xiàn)，并使用動態(tài)模擬的方法來對相關(guān)設(shè)備的實際運行狀況進行觀看，從而對大中型設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量進行保證。

4結(jié)束語

綜上所述，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的快速提高，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與計算機技術(shù)快速發(fā)展，因此計算機仿真技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钆c工作中的各個領(lǐng)域。對于我國的社會經(jīng)濟發(fā)展來說，機械制造行業(yè)具有十分重要的作用。

參考文獻：

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（鄭州飛機裝備有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450005）