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摘要：随着科技的进步和多学科理论的日益融合，催生了各式各样的高科技技术，于此同时，这些技术也带动了行业的进步，社会的发展。作为一门集多学科理论知识、产品设计背景，计算机辅助的新型技术，仿真技术在机械设计及产品开发过程中发挥了巨大的作用，极大的提升了行业的产能效益，所创造出的社会价值也是不可估量的。
在产品设计及开发过程中，依靠计算机仿真技术可以从各个角度，各个层次提供全方位的预测，对于不合理的设计及开发，设计人员可以不用再单纯的依靠经验，完全可以通过仿真技术，将结论从定性分析提升到定量分析，实现质的跨跃，计算机仿真为产品设计及开发优化所提供的分析指标，也极大程度上规避了设计及开发中所隐藏的风险。因此，对于仿真技术的应用研究意义非凡。
关键词：仿真技术；产品设计；开发；优化；应用研究
引言
科技的逐步完善和飞速发展，使得各种各样的高科技产品应运而生，在很大程度上方便了我们的生活，同时提高了生活质量。仿真技术所起到的作用至关重要，此项技术的应用研究和不断推陈出新，是推动产品设计制造行业前进的重要驱动力。
1仿真技术在产品设计开发中的应用背景
国内工业的发展，相比于西方发达国家来讲，起步相对较晚且整体发展也较为迟缓。产品开发的整体发展也是十分落后的，传统设计研发也主要的依赖所谓的经验主义，纯粹的将经验应用到不同的产品中所存在的风险也是不可预估的。在产品设计设计开发过程中，所应用的设计理念业比较陈旧，因此无法将设计及开发呈现出多样化。另外产品的整体设计周期相对较长，设计与制造的之间，缺乏相应的协调性。
有很长的一段时间，传统的设计方式，从根本上不能满足我国现阶段制造业的生产发展需求，也正因为传统的设计存在较多问题，才更应当在产品设计的技术层面，融合更多的先进理念，以此实现现代设计方式的重大突破。自成立发展至今，尤其是改革开放以来我国在机械设计技术上就取得到了不断的创新发展，相应的产品设计水平和产品开发进程也明显有所提升。
随着计算机的信息技术以及微电子技术进行飞速发展，新能源技术和材料技术在产品设计与制造当中得到完美的应用，相应的仿真软件也应运而生，例如SolidWorks的simulition模块、Creo软件的simulate模块、CST电磁仿真软件及有限元ANSYS等仿真软件，并且这些软件已经应用到了各行各业，并在产品开发及设计中发挥着极其重要的作用，这些高科技仿真技术与产品设计制造的协调融合，必将进一步的使设计与制造进入到智能化阶段。
2仿真技术应用研究的意义
仿真技术在产品设计开发中的应用是多方面的，诸如在机械结构设计，齿轮设计中的应用等等。结构设计的关键是各个结构件的精确运行。仿真技术的加入，可使结构设计在设计阶段就进行模拟优化实验，通过对机械结构中的各个结构的模拟组合、运行、调试，使得机械结构设计达到最优化情况，机械系统内的结构及零部件达到理想状态。
尤其在制造过程中，仿真技术就凸显出了尤为重要的作用，利用仿真技术对零件的使用情况进行模拟，挖掘研发设计阶段存在的问题，提前发现问题，提前进行改进优化，大大的降低了设计开发的成本，节省了企业的研发费用，还能使零件的性能实现最优化，所产生的的附加值也是非常大的。
3仿真技术在电子产品结构设计中的应用案例
计算机仿真技术在机械设计及产品开发中的应用包含很多方面，如静态力学、隐式动力学、显式动力学、热学、流体力学、电磁学、多场耦合及拓补优化。下面从静态力学角度探讨仿真技术在机械设计及产品开发中的应用。
在电子产品的设计中，产品拨扣的开合体验感也是产品设计者所重视的一个重要指标，综合各方面考虑及用户的体验，拨扣的反作用力为8.5N左右最佳。拨扣设计的是否合理，是否能够满足行业要求及用户体验，完全可以利用仿真技术来进行模拟，并进行提前评估，在设计阶段就可以将所存在的问题及时的修正及优化，大大的缩弱了拨扣样品所存在的不合理性，避免了重复打样所带来的时间上的消耗，减少了研发成本，甚至可以说能够跨越打样，直接到产品零件的加工，大大的增加了企业的产能效益。
在本文中首先将对拨扣组件进行了仿真模拟，拨扣组件如图1、图2所示，拨扣组件的材料属性详见表1。
图四
仿真模拟的边界调条件按照现实情况将拨扣的固定件进行固定，同时使拨扣进行向上平移3.1mm，仿真模拟拨扣的反作用力结果如表2、图五所示：
表2
图五
从表2和图五的结果上，拨扣的反作用力最大为3.2399N，与8.5N的反作用指标出入太大，拨扣开合体验感不佳，不能适应市场需求，下面将对拨扣固定件的悬臂进行结构上的优化，优化方案如图六所示。
图六
表3
图七
从优化结果上的仿真结果表3和图七中可以直观的看出拨扣的在上移的过程中，其反作用力最大可以达到8.5923N，十分的接近目标值8.5N，由此就通过模拟仿真技术实现了拨扣组件的结构优化。
结束语
计算机仿真技术在产品设计中的应用，为设计者提供了一个方便、高效的验证分析方法。从而实现了设计者对产品零部件设计及加工的最优化控制。针对传统的设计制造加工过程，仿真技术可以全方位的预知可能出现的不确定性，完全能够规避产品设计过程中所存在的弊端，为设计者的设计提供的宝贵的参考方案及设计引导，对于产品设计开发的意义不可估量。
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论文作者:何谱华
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/4
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