機械設計製造過程中仿真技術的運用

摘要：現階段，我國的科學技術水平得到了很大程度提升，在機械設計製造領域的發展中，對新技術的應用就能有助於設計製造的整體水平提高。將仿真技術和機械設計製造相結合，就能有效優化機械設計製造產業的發展階段。基於此，文章主要就機械設計製造中仿真技術的應用重要性和應用流程加以分析，然後結合實際對仿真技術的應用特徵及實際應用詳細探究，希望能通過此次研究分析，對機械設計製造的發展起到促進作用。

關鍵詞：機械設計；仿真技術；應用

仿真技術的應用，主要就是對計算機技術下加以實現的，通過多種學科理論作為基礎，在計算機的軟件工具支持下，發揮着重要作用。在早期的計算機仿真技術的應用，是隨機數通過實驗求解隨機問題方法的應用，在近些年的科學技術迅速發展下，和工業領域的發展有着緊密的結合，這樣就對工業發展起到了很大促進作用。通過從理論上對仿真技術的應用研究，就能為實際機械設計製造發展提供理論支持。

1、機械設計製造中仿真技術的應用重要性和應用流程

　1.1機械設計製造中仿真技術的應用重要性分析

機械設計製造產業在我國的經濟發展中起着重要促進作用，從上世紀七十年代以來，在全球化的競爭發展方面愈來愈激烈，產品消費結構也在向着個性化以及多元化的方向發展。仿真技術的出現，對機械設計製造產業就有着很大推動，而在收到經濟水平的因素影響，在實際操作系統的應用上費用相對比較高。仿真技術的應用，在設計人員將計算機技術作為載體下，通過運用相應的軟件以及構建數據模型等，這樣就能對參數詳細準確的分析，在機械設計製造當中應用，就能有效提高設計的效率[1]。機械設計製造中仿真技術的應用，只需要設計人員結合不用方案在仿真軟件當中進行構建虛擬機，從而就能有效完成不同假設性虛擬實驗，對最優化的方案進行選擇。仿真技術的應用對計算的精度可有效保證，對研發的質量也能有效提高，節約了大量的研發資金，這對機械設計製造行業的可持續發展就有着積極促進作用。

　　1.2機械設計製造中仿真技術的應用流程分析

機械設計製造領域的發展，需要從多方面加強重視，在機械設計製造過程中仿真技術的應用，主要是在電腦數學模型以及仿真模式的建立基礎上應用的。仿真技術的應用涉及到圖形學以及幾何造型學等，在對系統實質抽象數學模型的處理過程中，要按照相應的程序進行實施。首先就是對模型進行建立，仿真技術應用中先要能抽象出能達到仿真目的的可靠系統，然後加上邊界以及約束條件[2]。接着就要對相應學科知識的應用，把這一系統在數學表達的方式下進行闡述。主要的內容就是數學模型，模型的構建過程中，就要結合時間關係進行劃分。在模型的構建類型上有動靜兩種模型類型，在動態模型方面又分為連續時間以及離散時間和混合時間幾種。機械設計製造過程中的仿真技術應用流程中，在模型的變換層面就比較關鍵。這一環節主要是將抽象的數學表達進行轉換成計算機處理形式。然後通過適當的算法以及計算機語言，就能對仿真模型進行分析，這就需要對計算機研發新的系統，或者是通過仿真軟件加以應用，都能夠達到模型變換的`目的[3]。接着就是模型的實驗環節。也就是把創建仿真模型輸入到計算機當中，通過仿真模型的運行就能獲得仿真結果。在進行仿真實驗中是通過先期設計實驗方案進行運行的，這樣就比較的簡單。對於仿真實驗的結果的衡量標準問題，就要先對仿真實驗的結果進行辨析，對其結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用。通過這一系列的程序實施，就能有助於仿真技術的積極作用發揮。

2、機械設計製造中仿真技術的應用特徵及實際應用

　2.1仿真技術應用的特徵體現分析

第一，應用範圍大特徵。仿真技術在機械設計製造當中的應用，有着鮮明的特徵體現，從產品設計到製造和測試維護的整個過程中，仿真技術都能貫穿始終。在機械產品的概念設計以及詳細設計和加工製造等環節，仿真技術都能發揮積極的作用。在仿真技術的實際應用中，在範圍上得到了迅速擴大化，仿真對象和目的上從研究製造對象動力學以及運動學特性，已經向着研究製造系統設計運行方向發展，在庫存管理以及產品開發過程組織等層面都有着涉及。第二，集成化特徵。機械設計製造過程中的仿真技術應用，在集成化的特徵層面表現的比較突出，也就是對仿真技術的綜合性應用，從而就能有效形成可運行的產品開發以及製造環境。在仿真的類型上是多樣化的，有着面向產品以及製造工藝和生產管理等部分的仿真[4]。這些部分對仿真技術的應用都得到了綜合性體現。第三，分佈性特徵。仿真技術的應用在和網絡技術的結合下，對仿真的分佈性特徵上就比較顯著。這是通過製造分佈所決定，其中就有着敏捷製造以及虛擬網絡的支持實現的。仿真技術的應用和傳感器以及圖形技術的結合應用特徵也比較突出，這就對仿真技術的交互性得到了加強。

　2.2機械設計製造中仿真技術應用

仿真技術在機械設計製造中多個環節都能進行應用，其中在複雜的數值計算分析中的應用作用比較突出。仿真技術應用對機械設計製造中的大量複雜化數據分析計算能力比較強，能將數據分析簡單化以及層次性的實現，這樣就大大的提高了工作效率，對低水平重複勞動的問題也能避免。機械產品的研發設計中，運用仿真技術就能在計算分析上準確快速的實現，直到滿足實際的要求標準，對機械產品材料的浪費以及耗時的問題也得到了解決。機械產品的動力學模型的分析下，對機械產品的結構強度等都能得到有效保障，對機械設備的剛度應變以及動態特性的參數分析能力也比較強。仿真技術在機械結構的設計中應用，也能優化設計的質量。機械產品是通過大量結構組裝的工藝動作。對新機械產品的研發過程中，結構的正確設定，和結構間的運動得當與否等，都和產品的實際應用效果有着直接的應用。這就需要在仿真技術的應用下，通過三維機械設計軟件的應用進行仿真設計，從而有效的檢查機械結構設計的質量。將仿真技術在機械設計製造當中的齒輪設計中加以應用，能有效提高齒輪設計的質量。機械裝備當中的齒輪是比較關鍵的零件，對其設計的精度有着高要求，實際設計過程中就要充分注重對仿真技術的應用。具體應用中對visuallisp語言的應用，就能在齒輪端面實施模型的構建以及仿真，能從多個角度實施評估[5]。仿真技術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實施研究，這樣就大大的提高了對齒輪設計的精確度。

3、結束語

綜上所述，機械設計製造產業的發展過程中，隨着新技術的廣泛應用，對整體的機械設計製造產業的發展也有着促進作用。仿真技術和機械設計製造的結合，為我國的機械製造產業帶來了生機，為促進機械製造產業的可持續發展以及科學性發展打下了基礎，希望此次研究有助於實際機械設計製造產業的發展。

作者:楊磊 單位:鄭州飛機裝備有限責任公司

參考文獻:

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[2]賈志欣，樓應侯，張學昌，等.機械設計製造及其自動化專業網絡化平台建設[J].實驗科學與技術，2013（04）.

[3]張寶坤，王淑霞，王豔.機械設計製造及其自動化的發展方向[J].化工裝備技術，20xx（04）.

[4]趙海暉，王志剛，王惠藝，等.論工業設計與現代機械設計的辯證統一[J].現代企業教育，20xx（11）.

[5]吳石，徐靂，宋東穎.依託機械設計製造專業加快應用型車輛工程專業建設[J].黑龍江教育（高教研究與評估），20xx（04）.