摘要:仿真技术的应用,主要就是对计算机技术下加以实现的,通过多种学科理论作为基础,在计算机的软件工具支持下,发挥着重要作用。在早期的计算机仿真技术的应用,是随机数通过实验求解随机问题方法的应用,在近些年的科学技术迅速发展下,和工业领域的发展有着紧密的结合,这样就对工业发展起到了很大促进作用。通过从理论上对仿真技术的应用研究,就能为实际机械设计制造发展提供理论支持。
关键词:仿真技术;机械设计制造;应用
现阶段,我国的科学技术水平得到了很大程度提升,在机械设计制造领域的发展中,对新技术的应用就能有助于设计制造的整体水平提高。特别是计算机技术的快速发展,给机械设计制造带来了大好的发展机遇。仿真技术正是一种基于计算机技术平台的、有利于机械设计制造整体水平提高的先进技术,对于提高机械设计制造的效率和可靠性十分有利。
1基于计算机仿真技术的机械制造概述
现在,计算机技术得到了快速的发展,在社会各行各业中均有着非常广泛的应用,由此也促进了仿真技术的进步与普及,带来了社会各方面的变化。计算机仿真是一种数字化的手段,亦称“虚拟样机技术”,它专门指我们通过计算机用专门的软件构建模型,以不同的动态性能参数对样机的优化方案进行分析,因此免去了大量制造实物样机的过程,节省了这方面的大量成本。同时它的安全性、稳定性也明显优于传统的手段,使用起来也更加方便。现在我们在进行机械工程计算时,要想对各种复杂系统在设计、分析及试验等环节出现的问题进行解决,就必须运用计算机仿真技术构建起仿真模型,对系统实际的特质进行分析。这样我们在研发工作的初期,通过仿真技术进行各种初始设计,并对于虚拟样机进行构建,便能对于现实或虚拟的系统开展仿真研究与试验,还便于我们对系统进行监测与改进。总而言之,计算机仿真技术使机械制造的质量与成本都得到了有效优化,是一种理想的工程技术。
2机械设计制造中仿真技术的应用重要性分析
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。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。
3计算机仿真系统的构建
如今,计算机仿真技术的大量普及,在各工程系统和项目建设之前的概念研究与系统的需求分析过程中,发挥着越来越重要的作用。要想构建起这一技术平台,我们需要根据工程的实际需求进行电脑数学模型和仿真模型的搭建。它同图形学、几何造型学、数据处理技术、力学这些学科体系都有着重要关联。单靠计算机系统,无法对研究对象进行识别和处理。因此我们在构建数学模型时,既要能被计算机接受。又要体现出研究客体实质。综合分析起来,我们认为三维模型是符合上述要求的。它具有清晰性、直观性等优势,通过三维模型,我们就能通过建模的精准程度,来决定计算机仿真的精度。在构建计算机仿真系统时,我们应当注意以下要点:
3.1创建三维模型
我们首先要针对于研究对象,抽象出一个可以有效实现仿真的可靠系统。同时对其附加一些边界与约束方面的条件。同时我们通过与之相关的知识体系,以数学表达式的形式来表达出这个仿真系统,阐述对象便在于数学模型这个计算机仿真的中心环节。依据时间的关系,数学模型有动态与静态之分。动态模型根据时间关系又分为连续、离散与混合三种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而不同模型在连续变量系统与离散事件系统方面的区别,又是基于系统的状态描述与变化方式的。
3.2变换三维模型
对于抽象出来的数学表达式来说,还必须转化为便于计算机开展处理的形式,这个过程就是对三维模型的变换。对此,我们要运用合适的算法及计算机语言来表达出数学模型。它的手段分为两种,一种是基于自身需求研发出新的系统,另一种是直接采用市面上已有的仿真软件。
3.3对三维模型进行试验
当仿真模型创建出来后,我们将其输入电脑进行运行,便会获取各种各样的仿真结果,这便是对三维模型进行试验的过程。它的开展是基于先期设计的实验方案的,其过程难度较小,但仿真结果在衡量标准上却有待斟酌。它需要对仿真结果的可靠性进行分析,要达到这个目的又分为两种手段,一种是置信通道法,另一种是仿真过程的反向验证法。
4计算机仿真技术在机械设计制造过程中的具体运用
4.1运用于齿轮设计研究
在机械装备中,最基础的零部件莫过于齿轮了。所以它对于计算机仿真技术的构建也具有关键性的作用。比如我们运用VisualLisp语言,便能够以几何的角度来对于齿轮任何端面齿形的建模和传动仿真进行研究。此外,计算机仿真技术还可对影响正交面齿轮传动接触点的主要参数进行分析,还可用于对齿轮泵的齿轮研发设计等。
4.2运用于机械结构件设计
对于机械设备来说,必须要把多种多样的机构进行组装,才能完成设定好的工艺动作。而在产品的研发环节,必须要通过计算机仿真技术才能够准确地进行所设定的动作,让不同机构间的动作进行有机配合,并检查对不同机构间造成干涉的部位,并对于不同的机构组合方案进行选择。对于三维机械设计软件来说,都具备配套的机构运动仿真模块,它可以便捷地对于演示机构的运动进行模拟,使用起来直观性较强。
4.3运用于复杂数值计算分析
运用计算机仿真技术,我们可以让以往的不少难以完成计算分析的问题迎刃而解。所以它在进行复杂数值计算分析方面是特别有效的。它能让计算分析过程化难为简,让计算分析的准确性与效率都得到全面提高,尤其在对于新产品的研发上是独具意义的。
4.4运用于复杂机械加工研究
对于机械设计制造来说,机械加工是其最基础的环节。通过计算机仿真技术,我们可以有效挖掘出其深层次机理,进而建立起有利于提高机械加工之性能与质量的理论体系。在进入加工环节后,通过计算机仿真模型的生成,我们可以对磨削的行为和质量进行预先推测与评估,使磨削加工的自动化程度与质量都得到提高。
5结论
机械设计制造过程中的仿真技术,给现代化工业技术的又一次专项提供了良好的机遇。运用这种技术,我们可以提高机械设计制造的整体水平,让机械制造的质量与成本都得到有效优化。因此它的运用前景自然也是十分广阔的。
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论文作者:王久盼
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/7
标签:仿真技术论文; 机械设计制造论文; 模型论文; 计算机仿真论文; 技术论文; 系统论文; 齿轮论文; 《基层建设》2017年第19期论文;