探究仿真技术在机械设计制造过程中的应用

发表时间:2020/7/29   来源:《科学与技术》2020年3月7期   作者:张洪全
[导读] 本文主要研究仿真技术在机械制造过程当中的应用,近年来随着国家科技
        摘要:本文主要研究仿真技术在机械制造过程当中的应用,近年来随着国家科技经济的迅猛发展,仿真技术不断被应用到各个产业领域,在机械设计制造产业中,仿真技术的加入能够有效提升机械应用适应能力,提升国内整体机械设计制造水平。当前计算机技术的迅猛发展为机械设计提供了一定的理论支持,促进了国内机械行业的稳健发展。
        关键词:仿真技术;机械制造;技术应用
        引言
        仿真技术的应用,主要就是对计算机技术下加以实现的,通过多种学科理论作为基础,在计算机的软件工具支持下,发挥着重要作用。在早期的计算机仿真技术的应用,是随机数通过实验求解随机问题方法的应用,在近些年的科学技术迅速发展下,和工业领域的发展有着紧密的结合,这样就对工业发展起到了很大促进作用。
        1仿真技术及其在机械设计制造中的运用意义
        1.1仿真技术
        仿真技术是一门多学科的综合性技术,它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础,以计算机和专用设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。信息处理技术和网络技术的发展,实际上已经完全改变为仿真的概念。仿真技术得以发展的主要原因,是它所带来的巨大社会经济效益。50年代和60年代仿真主要应用于航空、航天、电力、化工以及其他工业过程控制等工程技术领域。
        1.2重要性分析
        机械设计制造产业在我国的经济发展中起着重要促进作用,从上世纪七十年代以来,在全球化的竞争发展方面愈来愈激烈,产品消费结构也在向着个性化以及多元化的方向发展。仿真技术的出现,对机械设计制造产业就有着很大推动,而在收到经济水平的因素影响,在实际操作系统的应用上费用相对比较高。仿真技术的应用,在设计人员将计算机技术作为载体下,通过运用相应的软件以及构建数据模型等,这样就能对参数详细准确的分析,在机械设计制造当中应用,就能有效提高设计的效率。机械设计制造中仿真技术的应用,只需要设计人员结合不用方案在仿真软件当中进行构建虚拟机,从而就能有效完成不同假设性虚拟实验,对最优化的方案进行选择。仿真技术的应用对计算的精度可有效保证,对研发的质量也能有效提高,节约了大量的研发资金,这对机械设计制造行业的可持续发展就有着积极促进作用。
        2仿真技术在机械设计制造中的运用流程
        机械设计制造领域的发展,需要从多方面加强重视,在机械设计制造过程中仿真技术的应用,主要是在电脑数学模型以及仿真模式的建立基础上应用的。仿真技术的应用涉及到图形学以及几何造型学等,在对系统实质抽象数学模型的处理过程中,要按照相应的程序进行实施。首先就是对模型进行建立,仿真技术应用中先要能抽象出能达到仿真目的的可靠系统,然后加,上边界以及约束条件。接着就要对相应学科知识的应用,把这一系统在数学表达的方式下进行阐述。主要的内容就是数学模型,模型的构建过程中,就要结合时间关系进行划分。在模型的构建类型上有动静两种模型类型,在动态模型方面又分为连续时间以及离散时间和混合时间几种。机械设计制造过程中的仿真技术应用流程中,在模型的变换层面就比较关键。这一环节主要是将抽象的数学表达进行转换成计算机处理形式。然后通过适当的算法以及计算机语言,就能对仿真模型进行分析,这就需要对计算机研发新的系统,或者是通过仿真软件加以应用,都能够达到模型变换的目的。接着就是模型的实验环节。也就是把创建仿真模型输入到计算机当中,通过仿真模型的运行就能获得仿真结果。在进行仿真实验中是通过先期设计实验方案进行运行的,这样就比较的简单。

对于仿真实验的结果的衡量标准问题,就要先对仿真实验的结果进行辨析,对其结果的可靠性进行检验可通过反正过程反向验证法以及置信通道方法加以应用。通过这一系列的程序实施,就能有助于仿真技术的积极作用发挥。
        3仿真技术在机械设计制造中的应用
        3.1在机械结构件设计中的应用
        各部分机械结构件的有机组合形成了一个完成的机械系统,然后在机械系统运作的时候再共同发挥出各个部分机械结构件的综合作用。所以,在设计一个新产品的时候,要提前使用仿真技术进行相应的模拟优化,包括机械系统各个零部件性能的正常发挥、各零部件之间的恰当配合以及选取最佳组合方案等等。从目前的市场情况来看,大型的主流三维设计软件都开发了结构运动仿真功能,依照该软件针对装配体所设计的性能,模拟演示结构的运动,如果需要仿真运动学,则只要提前将主运动件设置好就行,便利性十分明显。同时,在这些三维设计软件的仿真运动中,设计人员可以站在多个角度对运动结果进行观察,还能够让设计人员对结构的运动干涉等情况进行检查,有着十分强大的功能。
        3.2在机械装备齿轮设计中的应用
        齿轮是机械装备中最重要的一个零部件,在机械设计制造过程中对齿轮的性能展开仿真实验具有非常重大的意义,不少这方面的设计人员也对齿轮的设计进行了许多研究。其中主要包括:用计算机仿真技术研究圆弧针齿行星的运动;对齿轮端面通过visual lisp进行建模和仿真,从不同结合角度评估其性能;研究影响到正交齿轮传动接触点的参数。除此之外,在齿轮泵的齿轮设计中计算机仿真技术也有着很广泛的应用。
        3.3在复杂加工研究中的应用
        机械加工是机械设计制造行业的重要生产基础,针对机械加工特别是复杂机械加工使用仿真技术能够帮助设计人员对深层次的机理进行研究,可以在理论程度上进一步提高机械加工环节的质量与性能。比如在进行机械数控加工的时候,通过仿真技术来对CNC机床的具体零件加工程序加以编写,然后再通过一定的方法将其转换成为相应的图形信息,设计人员只要利用这些直观的图形信息便可以很容易的设置加工参数。又比如在机械的磨削加工过程中,根据不同的磨削时间对这一步骤进行建模,在此基础上得到的仿真模型能够有效预测机械磨削的质量与性能,进而便可以使磨削步骤实现最优化。
        4结束语
        综上所述,机械设计制造产业的发展过程中,随着新技术的广泛应用,对整体的机械设计制造产业的发展也有着促进作用。仿真技术和机械设计制造的结合,为我国的机械制造产业带来了生机,为促进机械制造产业的可持续发展以及科学性发展打下了基础。
        参考文献
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        [3]李星.CAD/CAM技术在粮食机械设计制造中的应用探讨[J].科技风,2016(1):50.
        [4]杨磊.仿真技术在机械设计制造过程中的应用[J].科技创新与应用,2017(4):159.
        [5]陈彬仿真技术在机械设计制造过程中的应用[J].机械管理开发,2018,33(6):222-223.
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