仿真技術在機械設計制造中的應用分析

程相亮

摘 要：與其他技術相比，仿真技術具有較強的綜合性，也涵蓋許多計算機技術。仿真技術中包含的計算機技術能夠展現出虛擬化的效果，還能夠明顯縮減成本，提升機械設計制造水平，推動計算機技術的快速發展，真正實現我國機械制造行業的可持續發展。本文主要針對仿真技術在機械設計制造中的應用仿真技術在機械設計制造中的應用進行簡要分析。

關鍵詞：仿真技術;機械設計;應用

1概述仿真技術與機械設計制造

1.1仿真技術

仿真技術具有較強的便利性，在社會多個行業和領域中應用廣泛。仿真技術在實際運行中包含多個應用工具，依據工具的不同性質能夠將其劃分為硬件和軟件。仿真硬件是以計算機為主，多種計算機都包含在內，比如數字計算機、模擬計算機等。不只是計算機，還有很多物理仿真器也是仿真硬件的重要組成部分，比如目標仿真器、運動仿真器等。而仿真軟件包括很多部分，主要有仿真語言、數據庫等。在應用仿真技術時，為了構建目標系統模型，往往會采取有效的實驗策略，如離散事件系統仿真、連續系統仿真等。在先進的信息技術的大力支持下，很多行業都開始應用仿真技術，包括航空航天行業、化工行業等。

1.2機械設計制造

機械設計制造和仿真技術有很多相同之處，都相當復雜。機械設計制造也必須得到不同學科和不同技術的大力支持，比如電子工程以及機械自動化等。科技的日益進步，為機械設計制造的穩定發展打下了良好的基礎。傳統機械設計對象以設備零件和工業器械等為主，在進行制造前必須構建模型，還要進行多個科學實驗以保證模型的合理性。目前，我國機械加工制造行業以信息技術以及其他技術為基礎，在朝著自動化的方向不斷發展。

2仿真技術在機械設計制造中應用的重要優勢

2.1減少制造成本

在產品研究和開發中，企業必須投入很多資金以及人力，以滿足工作的全方位推進。利用仿真技術能夠建立二維模型和三維模型，對機械設計制造的全過程進行模擬。仿真技術還可以利用計算機完成煩瑣復雜的工作，使工作人員從沉重的工作中徹底解脫出來。并且，機械模式建構也能夠通過計算機來真正實現。合理應用仿真技術可以減少實體模型的建造成本，提高產品研究和開發水平，加快產品研究和開發速度，減少設計制造成本。

2.2精準分析數據

近年來，在我國社會各行各業發展速度不斷加快的背景下，機械產品越來越復雜，也越來越精密，對機械設計的復雜化以及多元化等提出了更高的要求，也給機械設計的數據處理帶來了很大的難度。在機械設計制造過程中，設計人員必須分析大量數據，一旦出現錯誤，就會降低產品性能。而仿真技術可以對大量數據進行精準合理的分析，降低設計難度，幫助設計人員設計出完善且全面的設計方案。

2.3完善設計方案

在傳統的機械設計制造中，制定設計制造方案的過程相當復雜，需要人工分析數據，這樣既浪費時間和精力，又很難獲得合理的設計方案。并且不能將每個細節精細化，不能全面分析每個過程，易導致產品質量降低，產品性能減弱。而若將仿真技術科學地應用于機械設計制造中，設計人員就能夠利用計算機來整合和分析數據，構建產品的三維模型，設計流程非常便捷，還可以對比分析不同的設計方案，選擇最佳、最適合的設計方案。

3 仿真技術在機械制造中的應用

3.1 仿真技術在機械產品結構設計中的應用

多個零件、部件以及子裝配體通過螺栓以及焊接進行固定的方式融合為一個整體的便是機械產品，因此在組裝的過程中應對每個零件與部件的精確性以及合理性進行保證，從而使組裝出的產品質量達到相關使用要求。現如今，隨著計算機仿真技術的使用，機械設計制造工作人員在對機械產品進行設計的過程中可對設計產品進行三維建模，隨后可使用相關軟件對模型開展多層次的模擬實驗，針對實驗結果以及相關數據對內部結構以及零部件進行改進，隨后再次對完善后的模型開展模擬實驗，在經過數次的模擬實驗以及數據對比后可得到最優的設計方案。在對機械產品進行仿真設計的過程中，可使用UG、Pro/E以及SolidWorks等三維仿真軟件來對所設計的機械機構進行展示。對于機械設計制造人員來說，在進行仿真的過程中可使用計算機軟件來轉動三維模型的角度與方向，還可放大三維模型的結構與零部件細節，從而對機械產品的內部構造進行掌握。

3.2仿真技術在機械產品加工中的應用

在機械產品設計加工的過程中，計算機仿真技術的使用可極大的提高機械產品加工工作的效率以及質量，從而確保整體生產加工過程的順利進行。比如在對數控車床進行使用進行零件加工的過程中，可使用計算機仿真技術對加工零件的三維模型進行構建，隨后根據產生的三維模型來制作相應的數控程序以及圖紙，最后將產生的程序向數控車床中進行導入后便可開展零件加工工作。與此同時，在通過數控磨床磨削加工產品的過程中，計算機仿真技術的使用可對產品的產生過程中進行演示與模擬，從而幫助工作人員對具體的步驟進行觀看，對程序的流程是否出現錯誤進行檢驗。此外在對數控銑床進行使用的過程中，可不斷對產品進行優化設計，隨后針對所產生的三維圖紙對三維零件模型進行創建，并將其導入至仿真軟件后可開展仿真工作，檢驗銑削原理與步驟等基本內容。

3.3仿真技術在機械產品復雜數據分析中的應用

在對機械產品進行設計的過程中，應針對相關設計要求以及產品結構將設計的零部件進行拼裝，最后組裝成整體的產品，在對產品進行多次反復試驗后可針對相關試驗數據不斷對產品模型進行改進與完善，這種工作流程是目前仿真技術在機械產品設計中的主要程序。一般情況下，機械產品內部如果具有較高的復雜程度，那么其開發周期也會相應延長，從而使產品設計工作的難度進行提高，而計算機仿真技術的使用可有效對這種問題進行改善。在對機械結構進行設計的過程中，常常會對部件受力情況、零件尺寸等進行計算，傳統的人工計算方式不僅效率較差，同時還容易出現誤差。而計算機輔助軟件的使用可代替人工完成多種復雜程度較高的運算，不僅可對計算時間進行減少，還對計算準確性進行了提高，可有效對產品開發周期進行縮短。與此同時，在機械產品生產的過程中計算機仿真技術的使用還可對其開展手里分析工作，幫助工作人員對產品部件的形變尺寸以及受力情況進行展示，從而提高機械產品的科學性以及合理性。

3.4 仿真技術在大中型機械產品設計中的應用

在對機械產品進行設計的過程中，工作人員常常會遇到內部結構較為復雜以及體積較大的大中型機械產品。對于大中型機械產品來說，在進行設計的過程中需要對許多不同的零部件進行設計工作，因此其生產加工工作具有較高難度。傳統的大中型機械產品設計方式常常會出現零部件裝配問題，導致這種現象的主要原因是大中型機械產品的內部零部件較多，無法進行一次性裝配，因此對大中型器械的使用穩定性造成了較大影響，甚至導致使用企業的正常生產工作受到影響，從而帶來較大的經濟損失。而在零配件裝配的過程中，計算機仿真技術的使用可對零配件的裝配工作進行仿真，從而在進行裝配時對零部件中的問題進行及時發現，并使用動態模擬的方法來對相關設備的實際運行狀況進行觀看，從而對大中型設備的產品質量進行保證。

4結束語

綜上所述，隨著我國科學技術水平的快速提高，互聯網技術與計算機技術快速發展，因此計算機仿真技術開始廣泛應用于人們日常生活與工作中的各個領域。對于我國的社會經濟發展來說，機械制造行業具有十分重要的作用。

參考文獻：

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[2]王鐵俊.仿真技術在機械設計制造中的應用策略[J].商品與質量，2020，（47）：6.

（鄭州飛機裝備有限責任公司，河南 鄭州 450005）