浅谈仿真技术在机械设计制造中的应用

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:王耀强
[导读] 摘要:因为当前不断的更新和完善科技,在各个范围中渐渐的渗透了仿真技术,为机械制造提供充分的技术支持。
        浙江金华文瑞机电有限公司  浙江金华  321000
        摘要:因为当前不断的更新和完善科技,在各个范围中渐渐的渗透了仿真技术,为机械制造提供充分的技术支持。在设计制造机械的时候,引入仿真技术,不但对提高整体机械设计水平有利,并对结合两个技术有利,不断的促进机械设计制造产业发展,改善中国机械设计行业水平。所以,需要深入的研究机械设计制造过程中仿真技术的应用。本文主要对此展开了讨论,以供参考。
        关键词:机械设计制造;仿真技术;应用
        引言:
        在计算机技术的迅速发展下,出现了仿真技术,和多门学科与理论相结合,让计算机和相关软件的作用充分的发挥出来,然后展开虚拟实验。早期计算机应用仿真技术是通过应用随机数实施试验随机解决问题。因为这些年科学技术的迅猛发展,它已经密切的结合机械行业的发展,然后大大的推动了机械的发展。通过研究仿真技术应用的理论,能够为机械设计和制造的发展提供实际的实践支持。
        1、仿真技术的含义
        随着计算机技术、信息技术、软件技术发展而不断进步的是仿真技术,这项技术综合了很多工业技术,在计算机技术的支持下,各种技术专用设备融合计算机系统,在计算机系统平台上应用虚拟技术实施模拟实际情况,展现出类似于实际的动态成果。现阶段在机械制造范围中已经应用了这些技术,特别是已经广泛的应用在了汽车与飞机制造范围中。这项技术已经开始向很多机械制造范围方向实施发展,随着我国科学技术实力渐渐的加强,也有了更加成熟的仿真技术,为中国机械制造范围解决问题提供了很多的大力支持,中国机械制造范围的实力也明显的加强了。
        2、仿真技术在机械制造行业中的特点
        2.1仿真技术的区域性特征。因为其应用平台是以网络平台为依托背景,这是其展现出范围分布特征的关键的因素。在网络平台的支持下,应用仿真技术需要通过数据传输与反馈的过程来完成仿真效果,而且其在应用中,还需要协同和传感器设备和图形处理技术实施应用。这说明仿真技术是在不同范围内完成交互作用后,而把作用发挥出来。
        2.2应用范围特点。在机械设计制造行业中应用仿真技术有着明显的特征,仿真技术贯穿在设计机制产品中和测试与维护机械产品过程的全过程。在机械产品的概念相关设计与详细加工等过程中仿真技术都有明显的作用。在实际应用过程中仿真技术也有着广泛的应用范围,在机械制造中仿真技术有着动力学特征。
        2.3集成化的特征。除了应用范围特点外,在机械制造行业中,仿真技术也有特别突出的集成化特点。因为仿真技术是各种各样的,而且是复杂的,面对各种产品和制造工艺都有其仿真模拟性,这些部分中在机械设计制造过程中都可以获得综合性的应用。此外,在机械制造行业中应用仿真技术因为其集成化特点能够更加出彩,为机械制造行业带来了更大的方便。
        3、仿真过程的实现
        3.1构建模型
        面对需要研究的问题,首先需要抽象出一个能够完成合理仿真的可靠系统,并对仿真系统加上边界条件与限制条件。之后,应用相关的知识实施阐述正确的架构用数字表达式。数学模型依照与时间的关系分成动态模型与静态模型,动态模型由连续性时间、离散时间和混合时间组成。模型依照状态的改变与形式分成连续性与离散型的模型。
        3.2 模型的变换
        通过数学表达式改变成计算机能够处理抽象出来的模型形式,应用相关的、科学的计算机算法和计算机语言,计算机方针的基础—仿真模型就是这种模型。完成好这个过程既可以根据自身需要研发一个新的系统,也可以直接运用当下已有的仿真软件。


        3.3 模型的实验
        模型实验是指在计算机上应用仿真模型,可以得到相对应的仿真效果。建设和转换模型是给模型试验奠定基础的主要阶段。一定要依据预期的设计目标实施执行第一步,完成这一步比较容易。在对仿真结果进行评估的过程中,通常都是应用下面两种方法来分析其可靠性:置信度刻槽法与在仿真过程当中运行反向验证法。
        4、在机械设计制造中仿真技术的应用
        4.1在齿轮设计研究中的应用
        在机械装备的设计制造阶段中,装备的主要零部件就是齿轮,而在机械制造阶段中应用计算机仿真技术可以合理的 提高齿轮的设计。通过运用系统编程语言,能够从几何角度实施建模机械设备中的齿轮,然后仿真的模拟齿轮的应用与传动,通过计算机还可以实施分析齿轮的动力学,实施记录与处理技术点的主要参数。现阶段很多中国齿轮泵的齿轮研发设计就是运用计算机仿真技术,改善了应用齿轮的适应性与可靠性,改善了机械整体制造的质量。
        4.2在机械的结构设计方面的应用
        由几个机械部件实施完整的整合就是机械系统,之后在运作机械系统的时候,共同的发挥作用,能够综合各个不一样的机械结构部件,实现发挥功能最大化的目标。所以,在设计一个新产品的时候,要事先实施应用仿真技术来完成模型的优化作用,这其中包含非常多的部分,最关键的就是选择最合理的方案,合理的配合各个零部件和有效的发挥各个零件的功能等。就现阶段情况看,实施开发结构的运动仿真功能,特别是大型的设计软件,根据这些设计中的功能来看,一旦需要在模拟仿真技术中加入运动学的内容,只需要实施相关的设计就能够完成,有着特别方便的特征。与此同时,这些三维的设计软件实施设计仿真运动的时候,能够运用多角度的形式实施观察,还可以实施检测其结构的干涉情况,特别强大的功能。
        4.3在复杂数值计算中的应用
        在机械工程设计中,广泛运用了计算机技术。在之前的机械设计和制造中,因为受到各种原因的制约不能实施计算复杂问题,都能够通过仿真技术符合理想状态。另外,计算机辅助能够实施简化大量的复杂计算,大大的减少了时间,让劳动强度降低,这样能有更加正确、可靠的计算结果。在实施设计、研发新产品的时候,仿真技术的作用和优势能够充分的发挥出来,遵循概念行程—初始设计—方案细化—展开实验—修正产品—再次实验的流程,一直到产品各项指标符合规定规范。通过引入仿真技术,合理的减少了材料的浪费、节省了时间的消耗。在机械产品动力学模型之中引入仿真技术,能获得产品结构刚度、强度应力、动态恶性、热态特点、热变形等参数,通过计算的分析,对机械发生失效风险原因和系列潜在安全问题能够合理的预测出来。
        4.4在机械加工中的具体应用
        机械设计制造的主要环节就是机械加工,仿真技术的应用能够加深加工的层次机理,这与零件加工尺寸就更加正确。同时在数控加工中,通过仿真技术能够迅速完成整理图形与分析数据,确保数控机床正常运行,保证加工精度与质量。仿真技术应用在磨削加工中,能够合理的评测磨削指令与行为,完成虚拟化与自动化加工。
        结语
        在机械设计制造中应用仿真技术是特别主要与重要的,是改善这项工作实效性的主要路径之一,目前已经在整个操作程序中渐渐的渗透了,包含结构设计、装备设计和加工设计等。应与仿真技术,可以让机械设计的正确性加强,促进机械制造产业的整体水平,激发行业活力,促进创新行业,优化产品质量与成本,推动了机械制造行业可持续发展。
        参考文献:
        [1]陈青莲.仿真技术在机械设计制造中的应用前景分析[J].科技经济导刊,2017,44(17):79-80.
        [2]胡钢.仿真技术在机械设计制造中的应用探讨[J].现代工业经济和信息化,2019,(08):62 - 63.
        [3]王正铎.浅析仿真技术在机械设计与制造中的应用[J]. 电子元器件与信息技术,2019(3):95-98.
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