赵小松 张龙 文彬
临沂大学 山东临沂 276000
摘要：随着我国科学技术的发展和飞跃，仿真技术得以更为广泛的应用，其在推动行业发展方面发挥重要作用。尤其在机械设计制造过程中，仿真技术的应用更是具有其他技术所不具有的优势和作用。为了更好地让仿真技术与机械设计制造予以融合，探索其应用方式并开拓其应用路径就显得极为重要。
关键词：仿真技术；机械设计；制造过程
引言
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。
1.机械设计制造中仿真技术的应用重要性
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[1]。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.仿真过程的实现
2.1 模型的建立
在机械设计制作的过程中，若要使用仿真技术，首先就要设计编辑条件和约束条件，确定研究目标，进而建立一个可以满足系统要求的仿真运行系统。系统初步建立之后，便要求设计者根据相应的学科知识对该系统进行数字化表述，也就是对系统建立数学模型。通常状况下，数学模型由于时间不同可分为动态和静态两种，其中动态模型又可以分为离散、连续和混合时间三种。
2.2 模型的变换
这一步骤指的是把初步建立的模型通过数学表达式的作用变换成计算机能够识别的样式，这一过程运用了部分合适的计算机算法及语言，是仿真的基础，也称之为仿真模型。若要实现模型的变换，设计者可以使用现有的仿真软件，也可以根据系统需求自行开发。
2.3 模型的实验
模型的实验指的是通过在计算机中运行仿真模型能够得到相应的仿真结果。做好了模型的建立和变换这两大步骤，也就为模型的实验打下了基础，只要是按照预期设计目标来展开的前几个步骤，那么这一步骤的实现并不困难。在对仿真结果进行衡量时，要对其可靠性进行分析，通常使用的方法有以下两种：置信通道法以及仿真过程的反向验证法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.仿真技术在机械设计制造行业中的应用
3.1 在机械的结构设计方面的应用
机械系统是由各个机械部件进行完整的整合，然后在机械系统的运作过程中共同地发挥作用，使各个不同的机械结构部件可以综合，达到性能发挥的最大化目标。因此，在一个新的产品的设计过程中，应该提前将仿真技术进行使用，来实现对模型的优化作用，这其中包括很多部分，最主要的就是选取最合适的方案，将各零部件进行适当的配合以及将各个零件的功能进行最好的发挥等。就目前情况看，对结构的运动仿真功能都进行开发，尤其是大型的设计软件，依据这些设计中的性能来看，一旦需要将运动学的内容加入到模拟仿真技术中，只需要进行相应的设计就可以实现，具有十分便利的特点。与此同时，这些三维的设计软件在对仿真运动进行设计的过程中，可以应用多角度的方式进行观察，还能对其结构的干涉情况进行检测，功能十分强大。
3.2 在机械的装备设计方面的应用
在机械装备职中，最重要的零件之一就是齿轮。因此，在设计师对其进行制造的过程中，将齿轮的性能进行更好的应用仿真实验就有着很重要的意义。在这一方面，有很多的设计人员在设计齿轮的过程中都进行了多方面的研究，最主要的研究方向包括以下几个部分：第一，对于圆弧针齿形星的行动轨迹通过对计算机的应用来实现仿真模拟；第二，在仿真和建模的过程中，主要是通过visuallisp技术来实现的，这是对于齿轮的端面建模，也从不同的角度进行相应的评估，然后结合其性能，分析得出相应的结果；第三，对影响齿轮的传动接触点进行参数的研究，并对其进行分析，从而达到减少对正交齿轮的相关传送效果影响的目的。除此之外，计算机的仿真技术在机械设计制造行业中还有着极其广泛的应用。例如，在对齿轮泵的齿轮进行设计的过程中，就可以应用计算机的仿真技术对齿轮的性能进行检测，从而达到齿轮泵的性能实现最大化应用，质量也在一定程度上得到显著提高的目的。
3.3 在加工研究方面的应用
在设计的过程中，仿真的意义十分重大。因此，很多的研究人员也对这一问题进行具体的分析和研究，针对很多的机械加工中使用相关的仿真技术，可以帮助设计人员对机理更加深入的了解，也可以在很大程度上对机械在加工的过程中提高相应的机械性能和机械质量，尤其表现在复杂的机械加工方面。例如，在机械数控加工的过程中，可以运用仿真技术来对机床的零件进行程序的编写，然后通过相应的方法将其转换为图形信息，相关的设计人员只需要根据这些图形中提供的信息，就可以设置相关的加工参数。再例如，在机械磨削加工的过程中，可以根据不同的磨削时间进行步骤的建模处理，在这基础之上得到仿真的模型，可以在很大程度上预测出机械磨削的性能与磨削质量，从而实现磨削步骤更加优化的目的。
4.仿真技术在机械设计制造业中的发展趋势
仿真技术随着计算机技术的发展进步，在硬件方面会朝着数字仿真运算技术方向发展，例如，采用超小型机以及外围处理器而对大型的复杂的机械系统或者装备系统进行仿真模拟和实时操作。在软件方面，会朝着与人工智能技术结合，仿真技术更是会增加仿真语言和功能更加齐全的软件系统，变得更加精确和便捷。机械设计制造借助仿真技术与虚拟现实技术的发展，会逐渐朝着虚拟制造方向发展。虚拟制造技术通过对产品的设计、生产、制造等过程进行统一的建模而在计算机上进行设计、加工、配置、检验、输送等，是对整个机械加工制造过程的模拟和仿真，从而优化了生产管理及资源规划，机械产品的设计制造周期缩短、成本降低、生产效率提高，形成强大的经济效益。
结语
机械设计制造产业的发展，离不开仿真技术的应用，仿真技术的应用也推动机械设计制造行业向着更高水平迈进。相关人员更加需要深度探索仿真技术在机械设计制造行业中的应用路径，让仿真技术与机械设计制造予以融合发展，让仿真技术真正推动机械设计制造向着更高水平迈进，为我国机械行业的发展提供坚实基础。
参考文献：
[1]李昊.仿真技术在机械设计制造中的应用前景研究[J].建筑技术开发2017，44（13）：79-80.
[2]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.
[3]熊勇.仿真技术在机械设计制造中的应用[J].电子技术与软件工程，2016（15）：82.
[4]徐宁.基于计算机仿真技术的塑料机械设计应用[J].塑料工业，2016，44（03）：97-99+118.
论文作者:赵小松,张龙,文彬
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/4
标签：仿真技术论文; 机械设计制造论文; 过程中论文; 模型论文; 机械论文; 齿轮论文; 磨削论文; 《防护工程》2018年第28期论文;