浅析仿真技术在机械设计制造中的应用

摘 要：第三次产业革命以来，促进了各领域技术的进步。其中，计算机技术的发展呈几何级增长，由此，为仿真技术的诞生奠定了良好基础。简言之，仿真技术就是综合相关科学理论用以解决实际问题。发展至今，仿真技术软件不断得到更新。由此，使用仿真技术的行业也日益增加。基于此，仿真技术在机械制造行业中的特点是本文研究的主题。本文开篇详细阐述了构建计算机仿真系统的过程，其后，深入分析了当下仿真技术在机械设计制造中的具体应用现状，以期通过本文的研究来推动仿真技术在机械制造行业的全面应用。

关键词：仿真技术;机械设计制造;应用

1 引言

随着工业的发展，如今，计算机仿真技术愈加先进。由此，有效促进了机械设计制造企业推出的产品更能满足市场需求，且可以获得更有利的市场竞争地位。当下，互联网技术和人工智能技术发展十分抢眼，仿真技术开始向数字化和智能化靠近，通过结合最新技术成果促进仿真技术跟上时代潮流。在此大环境下，仿真技术不断挣脱传统机械设计制造观念和理论的束缚。日益多元的仿真设备对不在同一个地方的研发人员有着极大帮助，实现了他们基于差异化的时间下连接。一般而言，借助仿真环境能够帮助用户更快找到问题所在极其根源。由此，制定有效的措施予以解决。

2 仿真技术在机械制造行业中的特点

（1）分布性特点。通常，仿真技术建立在计算机技术的应用基础之上。目前，机械制造业中的仿真分布性特点十分显著。之所以如此，源于仿真技术与制造分布的关系十分紧密。一般而言，有了提供支持的虚拟网络，仿真技术才得以实现应用。此外，需要注意仿真技术有着十分明显的图形技术特点，这也是仿真技术之所以具有交互性的原因之一。

（2）應用范围特点。宏观上而言，应用仿真技术在机械设计制造行业中存在的特点相当明显。通常，机械产品从设计到测试和维护期间都一直伴随着仿真技术的使用。同时，仿真技术在机械产品的设计、维护等环节中起到的作用十分明显。由于很好满足了市场需求，目前应用仿真技术的企业范围涉及相当广泛。在机械制造中，仿真技术动力学特点分外明显。

（3）集成化特点。仿真技术用于机械设计制造行业中具有许多特点，其中，集成化的特点受到普遍认可。仿真技术应用于机械设计制造行业中，能够促进产品开发环境更加良好。此外，目前有多种仿真类型。

3 构建计算机仿真系统

机械设计制造行业愈来愈离不开对仿真技术的应用，使其在实际上的使用范围一直在扩大。由此可见，应用仿真技术可以有效促进机械设计制造行业的发展和繁荣。构建计算机仿真系统要达到理想状态，就应当以实际条件和环境为基础进行模型的搭建工作。实践表明，数据处理学、几何学、图形学等学科体系对仿真系统的构建有着积极作用。此外，如果只凭借计算机系统技术构建计算机仿真系统，将不会达到成功识别研究对象的目标。鉴于此，应当首先构建起三维模型。之后，可以使用三维模型来使计算机仿真技术的精确度得到提高。同时，模型构建期间，应该注意的内容还有如下：

（1）创建三维模型。以确定符合需求的计算机系统为基础，其后，配合其他相关条件。再之后，通过直接关联的知识以数学表达方式呈现，以期对三维模型的关键部分进行准确描述。数学模型是三维模型的关键部分，其由静态和动态两种模型构成。

（2）变换三维模型。数学模型最大的特点就是简洁且抽象，由此，必须将其转化成计算机可以处理的信息或数据，该环节即是变换模型。环节完成期间，对数学模型的表达和呈现必须按照科学算法和先进计算机技术进行。

（3）试验三维模型。试验进行前必须把三维模型输入到计算机系统内，其后，试验结果会经过一系列的处理获得。由此，这就要求必须开展好三维模型的建立和变换部分。试验三维模型并不复杂，同时，分析仿真结果的过程也相对容易。目前，置信通道方法和仿真过程的反向验证方法是最常见的衡量方法。

4 仿真技术在机械设计制造中的具体应用

（1）齿轮设计中。机械装备通常对零部件的需求具有多元性，其中，齿轮属于最重要的零部件范围。可见，研究其的价值不容忽视。仿真齿轮齿形期间，Visual Lisp 语言有着积极作用。

（2）机械结构设计中。机械系统的结构不一而足，但是，通常都会呈现出差异性。所以，基于不同使用场景和需求，开展有针对性的结构部件设计，有利于实现标准的精确度。就当前的状况而言，设计机械期间，都会以模拟试验的优化为第一步，其后，才会展开对机械系统内的零部件等结构的优化模拟设计工作，以期获得最佳效果的设计方案。仿真技术使用过程中，建议采取大型三维设计软件，从而帮助完成演示机械机构的运动结构工作。观察并分析运动结构后，对于发现的干扰运动因素进行及时调整。

（3）复杂机械加工中。应用计算机技术进行操作的生产环节往往涉及机械方面的加工处理内容，借助计算机技术辅助生产，能够提供准确参数实现机械加工的目标任务。比如对数控机床的使用，借助计算机技术，能够有效处理相关信息，协助数据模块加工具有更高的准确性。比如对磨削加工的辅助作用，建立单位是时间轴的数学模式，以此预测磨削加工行为和指令，同时，借助计算机仿真技术让磨削方案设计得更趋实际需求。

（4）复杂数值计算分析中。通常，研发一款机械产品都具有相似的流程，即先根据需求提出概念，之后，根据选定的概念设计结构，紧接着，设计结构所需的零件，其后，进行一系列试验制备工作，最后，对结果予以修正和调整。通常，机械产品复杂度高的情况下，其从研发到上市的过程会相对用时更多。如今，通过借助计算机仿真技术，能够大大缩短对复杂机械产品的研发周期。此外，充分借助仿真技术，可以有效提高运算工程的效率和准确率。

参考文献：

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[2]杨宇哲.浅谈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，2014（11）：103.

[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（03）：95-98.

[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（04）：165.

作者简介：高凯旋（1997-），男，安徽人，本科在读，研究方向：机械设计制造及其自动化。