简析仿真技术与机械设计制造的结合

简析仿真技术与机械设计制造的结合

陈慧

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摘要：仿真技术伴随计算机技术的运用而渐渐兴起，同时融合了其它多个较为先进的科学技术与专业理论知识，特别是仿真技术软件的研发与运用，推动了仿真技术的运用范畴与空间的拓展。仿真技术的日益发展与完善，渐渐在机械设计制造中凸显出优势，有利于机械设计制造企业开发与生产出质量高、性能强以及适应性强的产品。基于此，本文主要对仿真技术与机械设计制造的结合进行分析，期望可以对我国机械制造业的发展有所助益。

关键词：仿真技术；机械设计制造；结合

引言：随着计算机技术被应用的越来越广泛，计算机仿真技术也随之开始不断发展，计算机仿真技术由于其本身技术特点的原因，逐渐被更多的应用在机械设计制造中，这不仅促进了机械设计制造业的发展，还消除了传统技术在机械设计生产中的问题，让机械设计制造得到了更加长远的发展。

一、仿真技术的含义

从某种意义上讲，计算机仿真技术是虚拟技术与可视化技术二者的融合与延伸，借助计算机构建数学模型，从而实现对产品的仿真。该技术在机械设计制造及自动化中的应用，在很大程度上提高了机械产品在设计环节修改的便捷性。除产品设计方面以外，仿真技术在机械制造当中也发挥着重要作用，能够借助融合虚拟技术的特点实现模拟仿真实验，对提高机械制造企业产品质量奠定了重要基础。机械产品的整个制造过程中，设计环节不足之处较多，不仅成本高，并且修改也较为困难，而计算机仿真技术的应用，不仅能够将产品制造过程进行简化，并且还能够实时监控机械的运动情况，在一定程度上提高了机械设计的可行性和合理性。

二、仿真技术与机械设计制造的结合价值

1、有助于改进机械设计方案

在传统机械设计和制造中，由于很多步骤都由人工完成，整个设计制造过程对人工依赖性较高，要求工作人员具有较硬的专业知识和较为丰富的制造经验。如果要保持较高的工作效率，需要更多的人力和时间，且容易因为个人的偏差产生产品质量问题，给企业和个人带来损失。在机械设计制造过程中，仿真技术尤为重要。构建产品模型，必须利用仿真技术进行分析和处理，以帮助设计师完善设计方案，优化机械设计内容，推动机械设计制造的发展。

2、有助于故障诊断

仿真技术可帮助维护人员准确高效地判断和处理故障。如拖拉机悬挂系统较为复杂，其故障诊断往往需要考虑道路不平、颠簸、荷载等多种因素。针对这一难题，仿真技术可建立拖拉机悬挂系统的运动学和动力学模型，通过计算来确定悬挂系统的状态。一旦出现运行异常，模型可快速诊断和定位出故障的零部件，便于维护人员进行维护和替换。

3、有助于提高数据分析的效率和水平

各行各业在发展过程中都会接触到大量数据资源，如果不能有效处理这些数据，将会给行业的发展带来很多负面影响。近几年，社会经济的发展推动了机械制造业的发展，而机械制造业为适应社会经济的发展需要不断创新。将仿真技术应用于机械设计制造，能够强化各行各业对复杂数据的储存、分析和处理能力，提高数据分析和应用效率，充分发挥仿真技术的价值。

三、仿真技术与机械设计制造的结合策略

1、在机械结构设计中的结合

把仿真技术运用在机械设备的设计和制造之中必须要依靠完善的系统运行作为保障，把不同的零件及结构综合起来，完成设备之间的相互转换。但是机械设备在投入使用的过程之中一定要确保协调性，才能让各个零件部件相互配合，相得益彰。工作人员要进行仿真技术的运用时一定要展开提前模拟，试探出机械设备中是否存在不足之处和缺陷，相互配合，挑选出最佳的使用方案，让每个零件设备都能够各司其职，发挥出自身的作用，确保系统能够顺利投入到生产中。为了更好的提升仿真技术的功能性，我国要加强对三维设计理念的优化，增设不同类型的设计理念和实用功能，再根据不同类型的运行技术对结构运动展开模拟，以仿真运动学为学科基础，全面提高软件的运行便捷程度。工作人员要对机械设备的运行性能展开随时随地的观察，从不同的角度探查结果对机械设备的不同运动性能进行检测，根据不同的设计理念提升结构设计的实用功能。

2、在齿轮设计中的结合

在机械设备的设计过程中，齿轮的设计非常重要，零件对机器的性能非常重要，齿轮是机械设备的传动部件，齿轮影响着机械设备的正常运行，因此齿轮设计是机械设计中非常重要的部分利用齿轮设计中的仿真技术，通过虚拟模型测试齿轮的工作配合，调整机械设计，改进设计，在仿真技术的应用中，通过齿轮边缘模型的设计，使齿轮能够有效的进行操作，能否和谐，或者可以从不同的角度来确认是否能够完美的协调，还可以利用计算机技术来计算齿轮的圆弧和运动轨迹，模拟齿轮的运动轨迹来分析齿轮的传动接触，在齿轮设计中可以模拟齿轮的运动轨迹技术利用齿轮设计的价值，提高齿轮设计的质量和水平，促进了机械制造业的长期发展。

3、在机械加工设计中的结合

对于机械设备而言，加工是主要内容，加工质量的优劣直接关乎机械设备后期是否可以正常运行。在该情况下，应用仿真技术来加工，可以加强机械性能，提升机械质量，特别是在比较复杂的机械加工过程中，应用仿真技术可以提升加工水平。例如将仿真技术应用在机械数控加工中，借助程序编写零部件，将其转变成图形信息，再结合图形的实际情况进行加工。在切削加工中，也可以应用仿真技术来建模处理，利用仿真模型可以预测各个切削时间的机械质量以及机械性能，进而完善切削步骤，使加工质量得到大幅提升。在仿真技术日益发展的背景下，今后的机械加工过程可以逐步完善加工方法，提升加工精度，加强机械设备的实际性能。特别是在大规模的机械设备加工设计中，由于有相当多的零部件，加工周期很长，但通过合理应用仿真技术，可以减少加工时间或者避免返工的情况出现，保证加工质量。

4、在机械产品复杂数据分析中的结合

在对机械产品进行设计的过程中，应针对相关设计要求以及产品结构将设计的零部件进行拼装，最后组装成整体的产品，在对产品进行多次反复试验后可针对相关试验数据不断对产品模型进行改进与完善，这种工作流程是目前仿真技术在机械产品设计中的主要程序。一般情况下，机械产品内部如果具有较高的复杂程度，那么其开发周期也会相应延长，从而使产品设计工作的难度进行提高，而计算机仿真技术的使用可有效对这种问题进行改善。在对机械结构进行设计的过程中，常常会对部件受力情况、零件尺寸等进行计算，传统的人工计算方式不仅效率较差，同时还容易出现误差。而计算机辅助软件的使用可代替人工完成多种复杂程度较高的运算，不仅可对计算时间进行减少，还对计算准确性进行了提高，可有效对产品开发周期进行缩短。与此同时，在机械产品生产的过程中计算机仿真技术的使用还可对其开展受力分析工作，帮助工作人员对产品部件的形变尺寸以及受力情况进行展示，从而提高机械产品的科学性以及合理性。

四、结束语

综上所述，仿真技术作为当下先进技术的重要典型，在机械设计制造中有着极为广阔的应用空间，相关人员应当正确认识仿真技术，了解仿真技术的特点，明确其优势所在，而后结合机械设计制造工作实际，合理将仿真技术应用在机械结构设计、齿轮设计、机械加工设计、复杂数据分析等方面，切实推动机械设计制造水平的提升，为机械设计制造行业的发展，提供可靠的技术支持作用。

参考文献

[1]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）：159.

[2]罗洪标，袁森.仿真技术在机械设计制造中的应用研究[J].南方农机，2019，50（24）：151.

[3]吴华滨.浅谈仿真技术在机械设计制造中的应用[J].内燃机与配件，2021（2）：195-196.