仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造的應(yīng)用

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摘要：我國經(jīng)濟發(fā)展正處于轉(zhuǎn)型和升級的關(guān)鍵時期，隨之涌現(xiàn)出各種先進技術(shù)與設(shè)備，并應(yīng)用在多個領(lǐng)域中。而仿真技術(shù)也不例外，該技術(shù)時由計算機技術(shù)等其他技術(shù)高度融合的計算機技術(shù)，也是依賴于模擬技術(shù)衍生而來的，能最大程度上實現(xiàn)虛擬展示的效果。基于該技術(shù)具有較強的技術(shù)性和針對性，機械設(shè)計制造人員在進行技術(shù)引進和使用之前，應(yīng)對該技術(shù)內(nèi)涵原理和應(yīng)用特點進行基本了解，從而避免出現(xiàn)技術(shù)性問題，推動機械設(shè)計制造業(yè)走向現(xiàn)代化和信息化。

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)；機械設(shè)計制造；應(yīng)用研究

仿真技術(shù)融合了計算機技術(shù)后，更具現(xiàn)代化和信息化，結(jié)合更全面的科學(xué)理論和技術(shù)支撐后能夠解決更多的現(xiàn)實問題。隨著該技術(shù)的逐步成熟，涌現(xiàn)出與仿真技術(shù)相關(guān)的技術(shù)和軟件，也使得模擬技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。計算機仿真技術(shù)得到接卸設(shè)計制造人員的認可與青睞，并在該領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，模擬技術(shù)的革新與發(fā)展能夠有效推動機械設(shè)計和制造行業(yè)的進一步發(fā)展。立足于智能化和數(shù)字化發(fā)展視域下，仿真技術(shù)打破了傳統(tǒng)機械設(shè)計制造的壁壘和局限，使得模擬設(shè)備得到有效創(chuàng)新和升級，使得學(xué)生能夠隨時隨地進行連接，提升其便捷性和實效性。本文在簡要闡述仿真技術(shù)和機械制造技術(shù)的基本概念，并分析仿真技術(shù)的應(yīng)用特點，最后提出具體的應(yīng)用路徑，旨在為機械設(shè)計制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供借鑒和思路。

1機械制造技術(shù)和仿真技術(shù)簡要說明

1.1仿真技術(shù)信息描述

結(jié)合筆者實踐調(diào)研可知，仿真技術(shù)在多個領(lǐng)域中得到普遍應(yīng)用，現(xiàn)階段，仿真技術(shù)的開展過重涉及多個工具，依據(jù)工具本身性質(zhì)可以大致分為硬件和軟件兩類。其中硬件指的是計算機，無論是數(shù)字還是模擬計算機，此外，還有目標、運動等其他物理仿真器；而軟件則包括語言、程序以及數(shù)據(jù)庫等部分，綜合構(gòu)建起仿真技術(shù)的軟件系統(tǒng)。在仿真技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，要完成目標系統(tǒng)的模型構(gòu)建，需要增加一定的實踐措施。而實驗措施多是以離散事件和連續(xù)系統(tǒng)仿真為主，隨著信息技術(shù)的進一步升級，使得仿真技術(shù)深受電力汗液、航天工程以及機械制造行業(yè)人員的認可與青睞。如今，采用仿真技術(shù)能夠有效見地機械加工指導(dǎo)行業(yè)的時間、資金等資源浪費，與此同時，也為機械行業(yè)帶來較高收益。

1.2機械設(shè)計制造行業(yè)

機械的設(shè)計與制造對仿真技術(shù)有著相似需求，且同樣復(fù)雜且繁瑣，需要機械自動化、電子工程以及數(shù)字化等各種先進技術(shù)與設(shè)備的支撐，除此之外，機械設(shè)計制造還應(yīng)熟知并掌握機械制造技術(shù)、控制工程以及工程材料等專業(yè)的理論知識。隨著科學(xué)技術(shù)的升級與完善，給機械設(shè)計制造行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了內(nèi)需與動力，一般而言，主要設(shè)計制造工業(yè)器械與設(shè)備零件，但是在此之前，應(yīng)建立成熟的制造模型，并通過大量的科學(xué)實驗檢測來有效保障模型的科學(xué)性和規(guī)范性，如今，仿真技術(shù)聯(lián)合其他技術(shù)使得國內(nèi)的機械加工制造領(lǐng)域得以實現(xiàn)自動化轉(zhuǎn)型和升級，有著良好的發(fā)展前景。

2仿真技術(shù)應(yīng)用特點簡析

其一，應(yīng)用范圍廣泛。仿真技術(shù)自誕生其并已經(jīng)步入了高速發(fā)展階段，且其趨勢勢不可擋，其功能作用在多個領(lǐng)域中都得到顯著體現(xiàn)。而機械設(shè)計制造領(lǐng)域也不例外，應(yīng)用在機械產(chǎn)品設(shè)計、制造以及檢測等整個過程，而也正是廣泛應(yīng)用的特點使得仿真技術(shù)能夠在機械設(shè)計制造中占據(jù)一席之地，不僅能夠把控產(chǎn)品質(zhì)量、提升制造效率，還應(yīng)優(yōu)化技術(shù)水平，使得出廠的產(chǎn)品能夠切實滿足市場對產(chǎn)品性能的多面需求，提升該產(chǎn)品的銷售額度。如今仿真金技術(shù)的應(yīng)用范圍還在不斷擴大，使得仿真對象和目標更為明確和清晰，提升他們在制造領(lǐng)域應(yīng)用的有效性。其二，具有集成化屬性。仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造行業(yè)中的應(yīng)用有著顯著的集成化特點。仿真技術(shù)本身便是融合了多種技術(shù)與理念，就有一定的復(fù)雜性和多樣性，從而能夠模擬不同類型產(chǎn)品或是不同種類產(chǎn)品。另外，基于集成化的屬性，使得仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中能夠發(fā)揮其有效性，對整個行業(yè)都有著推動作用。其三，分布特性突出。依托于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)構(gòu)建的仿真技術(shù)，其分布特性也在逐步擴大，對仿真技術(shù)的整個運行環(huán)節(jié)進行細致分析和研究可知，仿真技術(shù)功能作用的充分彰顯和體現(xiàn)離不開虛擬網(wǎng)絡(luò)和制造技術(shù)的加持，整個運行環(huán)節(jié)中還需要配合理論要求和圖形規(guī)定。而分布性突出的這一特點，無形中也強化了仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用影響，最終切實保障設(shè)備質(zhì)量與安全。

3具體應(yīng)用探究

3.1在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

對機械領(lǐng)域有所了解的可知，該系統(tǒng)是由多種不同功能負載協(xié)同組建的，這方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個機械正常運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對機械的性能有著直接影響。換言之，技術(shù)研究人員利用仿真技術(shù)，能夠優(yōu)化招生官模擬實驗環(huán)節(jié)，從而篩選出最優(yōu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計模型，進而最大程度上發(fā)揮零部件的功能效用。與此同時，技術(shù)研究人員可以借助仿真技術(shù)和運動學(xué)理論知識進行有效融通，依托大型三維設(shè)計軟件來多角度、多維度展示并觀測機械系統(tǒng)的運動結(jié)構(gòu)，并對不同零部件的干涉效果進行細化分析，及時發(fā)現(xiàn)所存問題和技術(shù)瓶頸，在此基礎(chǔ)上對其進行優(yōu)化調(diào)整，提升機械設(shè)備的性能。伴隨科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展和廣泛應(yīng)用，運動仿真模塊與三維設(shè)計軟件負載有著高度融合，能夠使得相關(guān)人員能夠直接且實時觀察機械結(jié)構(gòu)具體的運動狀態(tài)，不僅能夠節(jié)約工作時間，減少物料成本，提升成本效應(yīng)，還大幅度提升了其操作性，為后續(xù)完善設(shè)計提供有效依據(jù)，深得人們的喜愛和青睞。

3.2在齒輪設(shè)計中的應(yīng)用

技術(shù)研究人員還應(yīng)提升對機械設(shè)備中齒輪與其他產(chǎn)品的重視度，是因為轉(zhuǎn)動部位需要齒輪相配合才能夠順利生產(chǎn)產(chǎn)品。換言之，齒輪在設(shè)計與制造是機械設(shè)計制造的關(guān)鍵部分，有著極為突出的影響，影響機械使用壽命和生產(chǎn)效率。通過引進仿真技術(shù)，能夠有效檢測齒輪設(shè)計是否符合設(shè)計圖紙，滿足不同工藝的加工要求。機械設(shè)計人員可以利用仿真軟件創(chuàng)設(shè)齒輪在不同環(huán)境中的作業(yè)環(huán)境，以此來檢測齒輪設(shè)計是否規(guī)范合理，并及時發(fā)現(xiàn)問題，進行檢修與完善。例如，技術(shù)人員利用仿真技術(shù)來計算圓弧針齒運行軌跡，進而能夠?qū)崿F(xiàn)模擬齒輪的正常運行。在仿真技術(shù)的支撐下，還能夠完成齒輪轉(zhuǎn)動接觸點參與的深化研究。通過充分挖掘仿真技術(shù)在機械齒輪設(shè)計制造中的功能作用，能夠切實提升齒輪性能和品質(zhì)，對整個機械設(shè)計制造領(lǐng)域都有著推動作用。

3.3在加工設(shè)計中的應(yīng)用

機械赤岸品的設(shè)計到制造需要歷經(jīng)多重流程和操作步驟，而大型機械設(shè)備更為突出，引進仿真技術(shù)之后能夠使得該過程變得間接和方便。換言之，機械設(shè)計制造的本質(zhì)在于能夠滿足各種生產(chǎn)加工所需，從而提升其產(chǎn)出價值。在機械加工設(shè)計環(huán)節(jié)中引進仿真技術(shù)，能夠優(yōu)化機械設(shè)備的性能，還能夠切實提升加工效率和質(zhì)量，有廣泛推廣的必要性。比如在加工數(shù)控機床的過程中，利用仿真技術(shù)完成編寫零部件運行程序，還能夠生成圖形和數(shù)據(jù)，對機械設(shè)備發(fā)出指令要求，從而完成加工工作，從而大幅度提升機械零部件的運行的準確性和便捷性。此外，還能夠減少人工操作工作量，提升加工效率。由匯入在切削加工工藝流程中應(yīng)用仿真技術(shù)，能夠以時間軸為單位構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，完成對不同運行條件下機械設(shè)備的性能和質(zhì)量，最終篩選出最佳加工方案，從而彰顯仿真技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。

3.4輔助復(fù)雜數(shù)據(jù)的計算

基于仿真技術(shù)的各種計算機技術(shù)在如今的機械設(shè)計制造領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而欠缺計算機輔助的機械設(shè)計很難順利解決所遇的各種復(fù)雜問題和突破技術(shù)瓶頸。而在引進仿真技術(shù)后，能夠輔助計算機簡化復(fù)雜問題和數(shù)據(jù)信息，從而降低計算難度系數(shù)，節(jié)省設(shè)計、研發(fā)時間，提升計算結(jié)果精準性。在新產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)極端，仿真技術(shù)的應(yīng)用有著不可忽視的作用優(yōu)勢，在通過一些列設(shè)計實驗后，能夠保證產(chǎn)品的性能指標滿足設(shè)備所需，這樣，不僅能夠降低實驗研發(fā)極端對材料的損耗浪費，還能夠促進企業(yè)研發(fā)進程。若是將仿真技術(shù)與動力學(xué)模型進行配合應(yīng)用，則能夠高效且全面地獲取與結(jié)構(gòu)強度、剛度以及熱態(tài)等特性數(shù)據(jù)；若是阿靜仿真技術(shù)與計算機技術(shù)進行計算分析，能夠有效規(guī)避潛在的運行風險和安全隱患。

4結(jié)語

總而言之，伴隨國內(nèi)經(jīng)濟的升級與發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云平臺等技術(shù)也隨之得到創(chuàng)新發(fā)展，在基礎(chǔ)上涌現(xiàn)的仿真技術(shù)在各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，而機械設(shè)計制造行業(yè)也不例外，從而給行業(yè)發(fā)展帶動動力和活力，能夠滿足不同行業(yè)的信息化和自動化發(fā)展，及時解決各種現(xiàn)實問題，提升機械設(shè)備的設(shè)計研發(fā)周期，提升產(chǎn)品質(zhì)量和效率，最終切實提高機械加工行業(yè)的經(jīng)濟效益，為行業(yè)健康發(fā)展起到推動作用。

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作者：尚星良 單位：鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院