2023年仿真技术在机械设计制造过程中的应用.doc

仿真技术在机械设计制造过程中的应用仿真技术在机械设计制造过程中的应用 姜煜林 摘要：仿真技术作为一门融合了诸多科学、理论的综合性技术，有着极大的应用价值。而本文就主要以仿真技术研究对象，对仿真技术进行分析，探讨将这一技术应用在机械设计制造领域中的意义，然后探讨仿真技术可以应用在机械设计制造中的那些方面，旨在为相关研究人员提供参考。关键词：仿真技术；机械设计制造；结构设计；机械加工 前言 伴随着计算机技术的发展，人们提高了计算机的利用率，这种情况下，各种新型的计算机技术被研发出来，而仿真技术就是其中非常重要的一种技术。虚拟仿真技术是一门基于计算机网络，并融合了多门学科及理论知识的综合性技术，将其应用在机械制造领域中，极大地提高了工作效率，在此情况下，更应重视技术在这一领域的应用，并对其应用展开研究，具有一定的现实意义。1 仿真技术概述 仿真技术是一种建立的网络信息技术基础上的技术，这种技术往往不需要进行实物制造，也被称为是虚拟样机技术。具体来说，仿真技术是相关设计者利用计算机软件，在网络虚拟空间中建立相应的数据模型，然后通过对模型的动态性能参数进行分析，不断改进设计方案，进而达到最优的设计效果，与传统的设计技术相比，这种虚拟仿真设计更加安全可靠、便捷灵活，同时还可以节约对时间和成本的使用，另外，仿真技术设计方式不受时间、地点和环境的限制。2 仿真技术对机械设计制造的意义 首先，在机械制造行业中，借助仿真技术可以快速地建立各种相应的数据模型，利用模型对相应参数进行分析，便于制定各种优化设计方案。这种方式与传统的设计方式相比，不仅具有更高的安全、可靠、灵活性，而且还可以减少设计中对时间、资金成本的使用，极大地提高了设计工作的效益，同时也为机械设计制造行业带来了更多的经济效益。其次，随着现代制造行业的设计复杂性提升，很多机械系统结构也越发复杂，设计中经常会涉及到大量的数据，这就在一定程度上增加了设计的困难性，也带来了一些设计制造难题。而在利用仿真技术后，借助建立的模型，分析相关的性能参数，可以设计出合理的方案，减少了设计中存在的各种问题，同时也降低了设计的难度。最后，在机械设备制造的初期，相关的设计人员利用仿真技术建立仿真模型，便可以进行不同的实验，并在实验环节中不断对设计方案进行优化调整，不仅增加了设计的精确性，而且还提高了研发的质量和效率，减少了机械设计制造企业对成本的使用，使其获得了更多的效益1。3 机械设计制造领域中仿真技术的应用 3.1 结构设计 机械设计制造的设备，要想实现正常稳定运转，会涉及到大量的机械结构，因此，必须要做好对结构的设计工作。在使用仿真技术进行结构设计时，首先，需要确定机械各个零部件的性能、不同零件间的协调性以及最佳的组合方案等，这些可以利用仿真技术建模模拟。其次，利用市场中的大型三维软件作为模型仿真平台，根据虚拟设计装配结果，演示设计的结构，并进行运动模拟，找出不足之处，适当进行修改。最后，在模拟运动过程中，设计人员可以從任意角度进行观察，检查仿真模型运行时是否存在运动干涉问题，一旦发现及时进行解决。3.2 机械加工 仿真技术是现代化机械制造行业生产设计的基础，具有极大的使用价值，尤其是在有高度复杂性的机械设计加工中，可以通过建立虚拟模型，帮助机械设计者理清设备的深层次机理，提高了设计的效果，同时也提高了机械制造设计的性能和水平。比如说，在进行数控加工过程中，设计人员利用仿真技术编写机床的加工程序，然后将程序转变为直观的图形信息，设计者根据这些图形可以很容易的实现对相应参数的设置、修改和调整，与传统的加工方式相比，极大地提高了加工的效率。再比如，在进行磨削加工时，考虑不同的磨削时间建立相应的模型，对机械设备磨削的质量和性能进行模拟预测，并进行适当修改，有助于提高磨削设计的效果。3.3 数值计算 随着计算机仿真技术的发展，计算机设备的性能逐渐提升，同时也具备了更多的功能，极大地提高了技术使用的效率，可以将其使用在很多复杂问题的处理环节中，而将其使用在机械制造设计领域中，不仅可以简化计算的难度和层次，而且还可以减少计算的时间，降低计算过程中操作的复杂性。一般来说，机械设备产品的制造规过程是“产品概念设计-初步产品设计-详细设计-设计建模-模拟实验-优化调整-确定设计”。将仿真技术应用在这一环节中，对机械产品进行动力仿真，便于相关的设计人员根据建立的模型，及时了解产品的结构强度、刚度和协调性等方面的参数，并且设计人员可以随时对各项数值进行计算调整，提高了设计的合理性2。3.4 齿轮设计 齿轮是机械装备的重要零件，加强对此轮的设计对保证机械的制造性能具有极大的帮助。利用仿真技术，使用 Visual Lisp 语言对机械设备齿轮的端面进行建模仿真，建立相应的仿真齿轮模型，可以从任何一个角度对产品的性能进行评估，极大的调高了机械设计评估的效果，有助于优化产品设计。同时使用仿真技术还可以展开对圆弧齿行星的仿真，仿真时主要是通过计算相应的仿真触点参数，建立仿真模型。另外，仿真技术还可以应用在齿轮泵的设计中。结论 基于计算机技术的仿真技术，将其应用在机械的设计和制造领域，不仅改变了行业的传统的发展模式，而且还优化了工作中的效率，提高了机械制作的数字化、精准化和职能化水平，极大的提高了机械设计制造的工作效率。因此，就需要加强对这一技术的研究，了解其发展前景，将其应用在机械设计制造领域。参考文献 1刘永勋，王利博.仿真技术在机械设计制造中的应用J.决策探索（中），2018（09）：56-57.2黄少华.虚拟仿真技术在矿山机械设计制造中的应用和前景J.世界有色金属，2018（03）：43+45.（作者单位：西藏玉龙铜业股份有限公司）