计算机在机械工程中的有效运用研究

赵 勇

(苏州工艺美术职业技术学院，江苏 苏州 215000)

1 计算机技术发展现状

经过多年的发展，我国计算机技术经历了多次的转型升级，并且在“互联网+”的作用下，计算机网络技术被广泛地应用到了社会各个领域当中，包括日常生活、国防科技、教育教学、工业生产等等，在市场的导向作用下，计算机网络技术在功能和系统建设方面也都日益趋于完善化。结合目前计算机技术在社会各领域中的普遍性应用情况，其应用范围最广、应用效果最为显著的技术包括以下几种：一是计算机可视化技术，涉及计算机可视化辅助、监测信息可视化、数据库可视化等，在可视化技术的作用下有限元法应用的精准度、可靠度等都会得到大大提升。二是虚拟现实技术，主要是在计算机技术的作用下来对真实的世界进行模拟再造，有效地实现了对真实世界各种媒体信息的有机整合，使用户能够在技术的作用下体验与真实世界一般无二的虚拟环境，增强了用户的体验感。三是多媒体仿真技术，该技术是在计算机可视化技术、可视化仿真技术的基础上逐渐发展起来的一种全新技术，通过不同媒体形态来描述不同性质的模型信息，并将其系统形态、行为特征、物理模型、时空表现模式、数字模型等在有机整合的基础上进行建模。相比较前2种技术而言，计算机多媒体仿真技术更适用于工程设计、科学研究，受到了工程领域的广泛关注。将计算机技术广泛地运用于机械工程领域，在计算机技术的作用下来对机械工程相关原理、强度、结构以及零部件的材料、尺寸、形状、能量动力传输方式等进行科学计算、分析，不仅可以使机械工程构造相关描述更加具体化，且能够为机械的制造与生产提供更具科学性的依据。

2 计算机在机械工程中的有效运用

2.1 计算机仿真技术

计算机仿真技术是通过对电子计算机的运用，来就系统本身的行为、功能、结构以及系统控制参与人员的思维过程与行为予以动态化模拟的技术。就计算机仿真技术本身而言，它不仅是一种描述性的模拟技术，更是独特的定量分析方法。通过对某一系统及过程模拟化系统的构建，计算机仿真技术可以在一系列有条件、有目的计算机仿真实验的作用下，充分刻画系统本身特征，由此得到相关数量指标，为决策者的决策制定提供定量分析相关理论结果依据。目前随着我国机械工程的自动化、高精密化、高效化、高速化、轻量化发展，机械工程产业结构得到了极大程度地优化调整，这使得机械工程设计难度加大。随着机械动态化设计的出现，使得我国机械工程设计能够获得更加更具先进性的设计方法。如，实现机械机能解析建模法、传递矩阵建模法、试验模态分析建模法、机械能解析建模法、机械结构动力学混合建模法等。这些都属于计算机仿真技术范畴，是计算机对机械工程运行系统的功能、结构、行为进行的逼真模拟。具体而言，计算机仿真技术在机械工程中的运用主要涉及到了以下几个方面：一是机械加工。在计算机仿真技术的作用下，能够帮助机械生产设计人员发现机械运行机理，由此来为机械加工性能的提高提供必要的理论支持。二是故障诊断。在计算机仿真技术的辅助作用下，有助于促进机械工程人员实现对机械故障定量分析，并在增加对故障机理研究的基础上，实现对机械故障的科学诊断与预测。

2.2 计算机CAE技术

CAE技术即计算机辅助工程技术，能够在有限元分析软件、疲劳分析软件、计算机分析程序等的共同作用下，针对机械生产与加工设计实现相关数据的迅速、精准计算与分析，由此来帮助我们深化对机械结构的全面分析，包括机械振动模态、固有频率、变形、刚度应变、强度等。CAE技术的作用范围较为广阔，涵盖了载荷处理、网络划分、整机系统合成与分解等各个方面。基于机械工程的特殊性，使得其在生产作业过程中需要面临极为复杂的受力及变形情况，这使得我们难以在设计阶段得到各类零部件的相关动力学数据。为充分掌握机械生产作业中零部件受力情况，做到数据的精准化掌握，就需要在传统假设性方法的基础上，积极引入计算机CAE技术，由此来弥补传统分析技术存在的不足。并在CAE技术的作用下，简化机械工程计算任务、明晰程序层次，促进机械相关产品的开发与设计。

2.3 计算机CAD技术

CAD技术即计算机辅助设计技术，是通过计算机图形设计功能的综合调用，来针对某项具体的机械工程开展极具针对性的设计工作，并在设计建立、分析、修改、优化的过程中，逐步实现项目设计的流程化。CAD技术主要被应用于机械工程设计阶段，能够在符号库、参数化设计、二维绘图等的作用下，通过CAD本身的建模功能，来实现项目的二维制图以及三维造型。由此来将机械工程中一些基本的架构以一种更为直观的方式展现在我们面前。从结构上来讲，CAD系统主要由计算机软硬件2部分组成，包括软件部分的专业应用软件、图形汉字支撑软件、系统软件，硬件部分的数据图形输入输出设备、图形显示设备、运算设备、外部存储设备、信息传输硬件平台等。目前CAD技术凭借自身存储便捷、快捷处理、简单易掌握等优势，已经在我国机械工程领域得到了广泛地应用，在CAD辅助设计、绘图的作用下，将能够最大程度缩短设计周期，并实现设计质量的提升。

3 结语

综上所述，伴随着我国科技化发展程度的加深，计算机技术在机械工程中的应用范围将得到不断地拓展，利用计算机技术开展机械工程辅助设计构建动力学模型，也将成为今后我国机械工程的主要发展方向。在今后的工作中，要求机械工程行业工作人员要继续加大对于计算机技术潜在机械工程功能的研讨力度，以此来促进计算机技术在机械工程中潜在功能和优势的充分发挥与利用，为进一步促进我国机械工程的现代化、智能化、数字化发展提供必要的技术支持。