仿真技術在機械設計制造的應用

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近年來,現代工業技術進入了全新的發展階段,但問題也隨之而來，傳統的檢測技術已經無法滿足設計制造工作的實際需求，需要對檢測技術進行改革創新。仿真技術作為一種虛擬模擬技術，在實際應用中可以有效降低設計成本,提高設計效率,保證制造質量，因此加強對仿真技術的應用研究現實意義。

1傳統機械設計制造過程中存在的問題

隨著科學技術的不斷發展，國家機械設計制造行業的綜合水平也隨之提高,推動工業現代化發展,雖然設計技術和制造技術不斷完善，但檢測技術卻并沒有跟上二者的腳步，對機械設計制造的發展造成了負面影響。很多機械設計制造中存在的問題無法被檢測出來，給后續的使用帶來威脅，在嚴重的情況下,還會出現安全事故。傳統機械設計制造過程中檢測需要耗費較長的周期、檢測成本較高，如果采用現場檢測的方式，就會浪費更多人力、物力資源。不僅如此,在大部分情況下,現場檢測得到的結果無法保證準確性，可參考性相對較低。而且在機械設計制造過程中，設計人員也可能出現一些失誤，這些問題都可以通過仿真技術進行解決。

2仿真技術在機械設計制造中實際作用

仿真技術在機械設計制造過程中應用，可以有效節約資金，可以對重要參數、性能進行模擬仿真，來提高設計的科學性和準確性。因此，機械設計制造的初始階段，采用仿真軟件建立虛擬原型，可以對耐方案進行修改,簡化設計步驟、提高設計質量,在一定程度上節省研發資金。此外,在信息時代下，機械設計制造中需要處理的數據量大幅度提高，運用仿真技術可以高效快速處理數據，完成虛擬測試。仿真技術本身就是建立在信息系統的基礎上，不僅可以快速處理數據,同時也可以保證數據處理的準確性，提高產品研發質量。更為重要的是，仿真技術可以幫助設計人員更好地了解掌握機械結構系統，利用計算機和數字技術進行模擬演示，更加直觀地感受系統的整體運行情況，對其中存在的問題進行修改。在機械設計制造過程中，零部件的設計工作十分重要,關系到機械設備的最終情況，使用仿真技術可以有效解決這一問題。

3仿真技術在機械設計制造中具體應用

3.1在機械結構設計中的應用。在機械設造過程中,機械結構WS為重要,是整合機械零部件的關鍵環節，是保證機械性能最大化的根本設計階段。在這一環節中應用仿真技術，可以對模型進行優化,確定機械結構的最優方案,保證每一桶件都會在這個方案中發揮出最大作用。比如：可以將運動學和仿真技術相結合,運用三維設計軟件對機械設備進行多角度觀察,同時檢測個部件對結構的干涉情況，改善其中存在的問題,提高設備的實際功能。如今很多三維設計軟件中都含有運動仿真模塊，可以讓設計人員更加直觀地感受機械結構的運行，節省大量的討算時間，同時虛擬環境中完成及設備的運動，為后續設計提供參考。3.2在機械裝備設計中的應用。在機械裝備設計過程中，齒輪設計極為重要，應用仿真技術完成齒輪設計可以分為3個部分。首先對齒輪的行動軌跡進行仿舷擬,其如齒輪的端面進行面膜Wf,最后對齒輪的傳動接觸點進行闡述研究。通過上述內容，可以從不同角度觀察齒輪情況，得到相應的結果,減少齒輪對機械設備的影響。比如:在設計齒輪的過程中，可以應用仿真技術檢測齒輪的性能,確保齒輪性能最大化發揮出來,讓機械設備質量得到根本上的提升。在一些復雜機械裝備設計中，經常會遇到一些困難的計算問題,利用仿真技術可以有效解決包括熱變形參數、結構強度、應變變形、振動變形參數等問題,確保機械設備裝配合理山。3.3在機械加工設計中的應用。加工是機械設備中的重點內容，加工質量也決定了機械設備的后期使用情況,在這樣的狀態下,應用仿真技術進行加工，可以提高機械性能和機械質量,尤其是在一些復雜的機械加工環節中，利用仿真技術可以提高加工效率。比如:在機械數控加工過程中，可以運用仿真技術對零部件進行程序編寫，將躺化為圖形信息,根據圖形情況完成加工。又或者在切削加工過程中,利用仿真技術進行建模處理，確定具體的仿真模型，預測不同切削時間下的機械性能和質量，以此優化切削步驟，提高加工質量效果。隨著仿真技術的發展,未來在加工過程中，可以對加工方式進行深層次的挖掘,提高加工精度,改善機械設備的具體性能,尤其是在大型機械設備加工設計中，其中包含的零部件較多，加工周期較長，應用仿真技術，可以縮短加工時間,降低返工概率,確保質量。

4仿真技術在機械設計制造中實際應用案例

為了進_步驗證仿真技術在機械設計制造中實際應用效果，本文以橋式起重機自動控制運行系統功能仿真為例進行研究。首先，對程序進行了實例驗證，以某紙卷工廠倉庫中使用橋式起重機為實驗對象,隨機布置工作現場,觀察設計出來橋式起重機自動控制運行系統功能能夠正常運行。根據實際運行情況來看，程序可以按照要求正常運行，也能夠沿著規定運行軌跡路線完成工作，相應的參數也可以在交互界面中顯示。在確認橋式起重機自動控制運行系統功能得到滿足，工程任務全部完成后，進一步對系統仿真調試結果分析,以此保證自動控制系統可以對橋式起重機進行精確控制。已知該卷紙廠內使用的橋式起重機重2.5t,在明確其余控制參數的基礎上，在不同信號形式以及PID參數的情況下，各種輸入信號的準確響應效果,判斷模型能否對各種輸入信號都產生精確快速的相應。代入具體的參數值,計算分析仿真時間內，理想最優運行距離，同時利用仿真得到的轉速進行積分計算，得到仿真運行距離，對比2個運行之間差值,進行誤差計算，最終誤差為0.470%。由此可知，本文設計出來的橋式起重機自動控制運行系統在實際應用中可以實現快速、精確地調速,保證工程整體質量。不僅如此，在仿真實驗的過程中，利用MATLAB軟件中，對正弦脈寬調制變頻調速系統以及矢量變頻調速系統進行了建模，根據實際案例中橋式起重機的實際使用情況來看,矢量變頻技術在橋式起重機運行中可以更好地完成定位，在實際應用的過程中也更具有優越性回。

5總結

科學技術不斷發展,機械設憫造水平不斷提高,但是在生產工藝日益復雜，生產步驟逐漸增加的狀況下,需要對機械設備的檢測技術進行更新,從而保證機械設備在實際應用過程中的有效性。通過本文分析，仿真技術在實際應用過程中,可以讓設計人員更好地控制機械零件設計情況,提高設計制造質量。

參考文獻：

[11王正鐸.淺析仿真技術在機械設計與制造中的應用[J].電子元器件與信息技術,2019(03):95-9.

[2]曾廣會，張軍.仿真技術在機械設計制造中的應用[J].中國設備工程,2019(05):177-179.

作者:張芳芳 劉曉光 單位:商丘工學院機械工程學