浅谈仿真技术在机械设计制造中的应用

吴华滨

摘要：在社会经济的不断发展之下，我国的信息化时代已经悄然来临，这也让计算机技术逐渐的被应用在各种行业当中。将计算机仿真技术与机械制造设计进行结合，对促进机械制造产业的进一步发展具有重要的作用，能够对传统技术存在的弊端进行根本上的处理。本文主要是对仿真技术在机械设计制造中的作用、主要的特征和工作的流程进行分析，并且对其应用进行了重点的关注，以期促进我国机械制造行业的更好发展。

Abstract： With the continuous development of social economy， China's information age has come quietly， which makes computer technology gradually applied in various industries. Combining computer simulation technology with mechanical manufacturing design plays an important role in promoting the further development of mechanical manufacturing industry， and can fundamentally deal with the shortcomings of traditional technology. This paper mainly analyzes the role， main features and work flow of simulation technology in mechanical design and manufacturing， and focuses on its application in order to promote the better development of China's mechanical manufacturing industry.

关键词：仿真技术;机械设计制造;应用

Key words： simulation technology;mechanical design and manufacture;application

中图分类号：TP391.9                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）02-0195-02

0  引言

仿真技术比其他新兴的技术更加具有综合性的特征，它是将多种学科理论作为基础，包括着对众多计算机技术的应用，通过这样的方式来发挥出自己的优势作用。对于早期的计算机仿真技术来说，整体的应用都比较简单，而近些年的科学技术已经得到了迅速的发展，仿真技术开始与工业领域的发展有着紧密的相连，对工业的发展起到了重大的促进性作用。本文主要是从理论方面对仿真技术进行应用和研究，从而为实际的机械制造提供更多的支持。

1  仿真技术在机械设计制造中应用的作用

1.1 优化机械设计方案

对于传统的机械设计制造行业来说，在对产品进行设计的时候，总是无法保持在较高的效率当中，因为它们需要对人工进行依赖，并且对自身的专业知识进行借助，只有这样才能实现三维立体的想象和实践，不仅有费时费力的缺点，一旦出现偏差也会导致出现质量性的问题，很容易会造成损失出现。而对于仿真技术来说，其中的关键就是计算机技术，通过对其进行应用来实现有效的分析和处理，进而根据自行分析来建立起制造产品的模型。通过对仿真技术进行应用，不仅可以对机械制造的设计方案进行优化，方便下一步方案的的开展，还可以为后续的工作提供有效的依据，让设计方案可以得到更好的优化，促进机械设计制造质量的更好进步。

1.2 提高数据分析的效率和水平

现阶段正处在一个大数据的时代背景之下，每个行业都会面临着大量的数据资源，如果无法对其进行及时有效的掌控，做好相关的分析和处理，就会给整个行业的工作效率造成不利的影响。人们的社会经济发展水平和生活水平正在不断的提升，因此对于机械制造的要求也会出现日益的提升，在这样的情况下如果不能进行与时俱进的创新发展，就会给其市场竞争力造成不利的影响。对于机械制造行业来说，它与其他行业存在着很大的不同，数据的涉及量是非常大的，因此必须要强化对数据分析方面的关注。仿真技术的应用不仅可以对数据分析的效率和水平进行提升，还能更好的进行模拟和分析，从而制定出更为理想的方案，在众多方面都有着广泛的应用，并且可以发挥出非常重要的价值。

1.3 节约设计的成本

对仿真技术进行利用可以建立二维或者三维的模型，通过这样的方式来对机械制造的过程进行模拟。在机械制造的行业中，需要对相关的设计过程进行重视，要对整个行业的个性化发展趋势进行关注，进而更好实现创新发展。使用仿真技术来对计算机进行充分的利用，通过这样的方式来实现对重复性工作的处理，将不必要的劳动力从机械工作中进行解放，进一步的降低人工的成本，从而实现对成本的节约。同时仿真技术还能对计算机进行利用来进行模型的建立，這样可以降低实体模型构建的费用，同时也能缩短研发的时间，能够很好的提升设计制造的效率。

2  仿真技术在机械设计制造中的应用特征

在信息化和网络化的时代发展中，仿真技术在很多方面都能发挥出其自身的优势调整，因此在机械设计制造中有了广泛的应用。仿真技术早在20世纪初就得到了应用，后面在计算机技术不断发展的影响下，其应用范畴又得到了不断的扩大，在对设备质量进行保证的同时，整体的工作效率和水平也得到了一定的提升。一直发展到今天，仿真技术的应用几乎已经涉及到机械设计制造的全部流程当中，并且还逐渐的呈现出了集约化和分布性的特征，能够更好的满足机械设计制造的差异化需求。另外，将仿真技术与计算机网络技术进行结合，可以进一步的对其分布性的特征进行扩大，与图形和传感器进行结合，更是增强了交互性的特征，对保障机械设备的运行稳定性具有非常重要的意义。

3  仿真技术在机械设计制造中应用的流程

对于机械设计制造的发展来说，需要从多个方面来对仿真技术的应用进行关注。仿真技术的应用会涉及到图形学和几何造型学等等，是在对系统实质抽象教学模型的处理当中按照相应的程度来进行实施。首先来说是建立起模型，然后抽象出可以实现仿真目的的可靠系统，再加上边界和约束条件;其次需要对相应的学科知识进行应用，将系统置于数学表达的方式中来进行具体的阐述。对于模型的构建来说，主要可以分为动态和静态两种类型，需要根据不同的情况选择不同的模型类型。

在机械设计制造过程中的仿真技术的应用中，模型的变换是非常重要的一个环节，需要将抽象的数学表达转化为计算机处理的形式，然后再对计算机语言和算法进行利用来实现仿真模型的构建。紧接着就进入到模型的实验环节，通过将创建好的仿真模型输入到计算机当中，然后对仿真模型进行运行来获得最终的仿真结果。总体来说，仿真技术在机械设计制造中的应用流程是比较复杂的，需要对其进行关注。

4  仿真技术在机械设计制造中的应用路径

4.1 机械结构设计

仿真技术在机械制造行业当中有着非常广泛的应用，比如说结构设计和齿轮设计等方面的内容。在开展机械制造设计工作的时候，需要对机械设计中各个部件之间的精准运行进行关注。对于仿真技术来说，在进行具体操作之前需要对所要操作的内容进行关注，要做好相关的模拟优化实验，进一步的实现对各个运行过程的优化和处理，从而进一步的促进机械结构设计的优化发展，让机械制造的精准度可以得到有效的提升。尤其是对于大型的机械设计来说，在进行生产的过程中一定要对各个部件之间的配合和连接进行重视，因为一旦出现偏差就会给其造成严重的故障，这种现象对于机械制造业来说是非常严重的问题。在机械制造设计中应用计算机仿真技术就可以在安装之前进行模拟实验，能够通过模拟的方式来对机械内部衔接进行更为直观的观察。仿真技术的这种模拟的特性可以让机械内部构造得以充分的体现，这样就可以对其中存在不科学问题进行更好的展示，从而做好相关的优化和调整工作，进一步的提升设计人员的工作效率和工作质量。

4.2 机械装备设计

对于整个机械装备构成的体系来说，齿轮就是其中的基础性内容，同时也是对机械设计制造质量进行保证的重点内容。将仿真技术作为基础而应用的机械齿轮设计来说，主要可以分为三个板块的内容，分别是仿真模拟行动轨迹、进行端面面膜评估和阐述传统接触点，在这三个方面来对机械齿轮的不同运行情况进行观察，然后制定出可行性的优化对其进行优化，让其相互之间可以实现更为精准的配合，从而更好的提升机械设备的运行稳定性。在进行机械装备设计的过程中，需要对仿真技术的应用优势进行充分的借助，进而对齿轮的性能表现进行实时且动态的检测，最大限度的来发挥出齿轮的性能，进而更好的做好机械整体装备质量的提升。在工业化社会不断发展的影响下，想要对不同领域的生产需求进行满足，各种复杂性的机械装备正在不断的涌现，但是与此同时也会面临更多困难的问题，只有对仿真技术进行应用才能获得更好的效果。

4.3 机械加工设计

对于机械产品来说，它的设计到制造会经历一个非常复杂的过程，尤其是对于大型的机械设备来说更是如此，通过对仿真技术进行应用可以实现更好的效果。从本质来说，对生产加工的需求进行满足是机械设计制造的根本性内容，只有这样才能对其进行产出价值进行保证。在对仿真技术的设计进行应用的过程中，需要对机械设备本身的性能和质量进行改善，同时还要对加工的效率进行提升，只有这样才是值得推广的重要技术。比如说在数控机床的加工中，将仿真技术作为基础来进行零部件运行程序的编写，通过生成图形和数据来对设备发出相应的指令，然后对加工的具体需求进行有效的满足，从而更好的提升机械零部件的精确运行程度。又比如说，在切削加工的技术中应用仿真技术，将时间轴作为主要的单位来进行模型的建立，通过这样的方式来对不同运行工况下的机械性能进行预测，进而做好最佳加工方案的确定。

4.4 数值的计算

对于计算机技术来说，它在机械设计制造领域已经得到了较为广泛的普及，不仅可以提高复杂计算数据的有效性，也能对数值计算的独特优越性进行表现。将计算机技术充分的应用在数值运算的过程中，能够让编程在计算机技术中得到充分的体现。因为对于机械制制造业来说，准确度是其中非常重要的一项内容，会直接的影响到机械制造的质量，一旦出现误差方面的问题，就会给机械的运转造成磨损，进而对机械使用的寿命造成影响。对仿真技术进行应用，可以对一系列的既定程序语言进行处理，然后对复杂的数字实现层次化的运算，进一步的实现计算准确度的提升。

5  结语

综上所述，在机械设计制造产业的发展过程中，仿真技术的广泛应用可以实现对机械设计制造产业的促进，将两者进行结合，能够为机械制造产业带来更多的生机和活力，让机械制造产业可以朝着可持续的方向进行发展，同时具有更强的科学性。

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