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仿真技术在机械设计制造中的应用研究

缪寅斌

海鹰企业集团有限责任公司,江苏无锡,214000

摘要: 近年来,随着我国社会经济的快速发展以及科学技术水平的不断提高,计算机技术与机械行业快速发展,因此在机械行业中积极使用计算机仿真技术可有效推动机械制造技术的快速进步,也是未来机械制造行业的主要发展方向。本文主要是对仿真技术在机械设计制造中的作用、主要的特征和工作的流程进行分析,并且对其应用进行了重点的关注,以期促进我国机械制造行业的更好发展。
关键词: 仿真技术;机械设计制造;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.160379
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引言

仿真技术比其他新兴的技术更加具有综合性的特征,它是将多种学科理论作为基础,包括着对众多计算机技术的应用,通过这样的方式来发挥出自己的优势作用。对于早期的计算机仿真技术来说,整体的应用都比较简单,而近些年的科学技术已经得到了迅速的发展,仿真技术开始与工业领域的发展有着紧密的相连,对工业的发展起到了重大的促进性作用。本文主要是从理论方面对仿真技术进行应用和研究,从而为实际的机械制造提供更多的支持。
一、仿真技术在机械设计制造中应用的重要优势
1.减少制造成本

在产品研究和开发中,企业必须投入很多资金以及人力,以满足工作的全方位推进。利用仿真技术能够建立二维模型和三维模型,对机械设计制造的全过程进行模拟。仿真技术还可以利用计算机完成烦琐复杂的工作,使工作人员从沉重的工作中彻底解脱出来。并且,机械模式建构也能够通过计算机来真正实现。合理应用仿真技术可以减少实体模型的建造成本,提高产品研究和开发水平,加快产品研究和开发速度,减少设计制造成本。
2.提高数据分析的效率和水平

现阶段正处在一个大数据的时代背景之下,每个行业都会面临着大量的数据资源,如果无法对其进行及时有效的掌控,做好相关的分析和处理,就会给整个行业的工作效率造成不利的影响。人们的社会经济发展水平和生活水平正在不断的提升,因此对于机械制造的要求也会出现日益的提升,在这样的情况下如果不能进行与时俱进的创新发展,就会给其市场竞争力造成不利的影响。对于机械制造行业来说,它与其他行业存在着很大的不同,数据的涉及量是非常大的,因此必须要强化对数据分析方面的关注。仿真技术的应用不仅可以对数据分析的效率和水平进行提升,还能更好的进行模拟和分析,从而制定出更为理想的方案,在众多方面都有着广泛的应用,并且可以发挥出非常重要的价值。
3.完善设计方案

在传统的机械设计制造中,制定设计制造方案的过程相当复杂,需要人工分析数据,这样既浪费时间和精力,又很难获得合理的设计方案。并且不能将每个细节精细化,不能全面分析每个过程,易导致产品质量降低,产品性能减弱。而若将仿真技术科学地应用于机械设计制造中,设计人员就能够利用计算机来整合和分析数据,构建产品的三维模型,设计流程非常便捷,还可以对比分析不同的设计方案,选择最佳、最适合的设计方案。
二、机械设计制造中仿真技术的应用
1.结构设计中的应用

在机械设备中应用仿真技术,应建立一个完善的运行系统,通过综合多种不同的零件及结构,促使机械设备相互作用。但在机械设备投入使用时,为了充分发挥零件结构的运行作用,所有零件结构都是统一协调、相互配合的。工作人员一定要提前运用仿真技术进行模拟,才能找出机械设备中的不足和缺陷,并通过选择最佳的使用方案,确保各个零件之间相互配合,每个机械设备的零件稳定发挥各自功能,确保一切系统顺利投入使用。目前,为了更好地利用仿真技术的功能性,我国主要运用三维设计理念,通过增添不同的设计理念、使用性能,根据不同的运行技术,模拟化展现结构运动。仿真运动学的应用可以增加软件的运行便捷度,使用之前需要提前设定专业主流运动软件,这是仿真技术应用的最大优势之一。另外,运用三维设计理念模拟仿真运行过程,工作人员可以随时观察运行性能,从多个角度探查实际的运动结果,不但能够检测出不同的运行性能,还能及时根据工作者的不同理念运动,使用性能强大。
2.机械加工设计

对于机械产品来说,它的设计到制造会经历一个非常复杂的过程,尤其是对于大型的机械设备来说更是如此,通过对仿真技术进行应用可以实现更好的效果。从本质来说,对生产加工的需求进行满足是机械设计制造的根本性内容,只有这样才能对其进行产出价值进行保证。在对仿真技术的设计进行应用的过程中,需要对机械设备本身的性能和质量进行改善,同时还要对加工的效率进行提升,只有这样才是值得推广的重要技术。比如说在数控机床的加工中,将仿真技术作为基础来进行零部件运行程序的编写,通过生成图形和数据来对设备发出相应的指令,然后对加工的具体需求进行有效的满足,从而更好的提升机械零部件的精确运行程度。又比如说,在切削加工的技术中应用仿真技术,将时间轴作为主要的单位来进行模型的建立,通过这样的方式来对不同运行工况下的机械性能进行预测,进而做好最佳加工方案的确定。
3.仿真技术在机械产品复杂数据分析中的应用

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手里分析工作,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。
4.齿轮设计中的应用

在仿真技术的应用中,根据某些圆弧形的运动轨迹统计,利用计算机的计算功能,能够模拟出星星的实际运行轨迹,更好地实现仿真的模拟。并且,在模型的实际构建过程中,为了实现这个目的,也可以利用仿真技术。对齿轮运行表面轨迹建立模型,需要实地对技术的应用程度进行分析,从不同的角度评估运行效果。对于仿真模拟出的效果,可以使用性能为基础,融合不同的技术手段进行分析。完成这些步骤之后,为了研究内部的深入影响因素,分析传动的接触点,可以根据实际的运行参数,确定正交齿轮的相关运行参数,从而实现工程的应用目标,确定实际传送效果。
结束语

综上所述,在机械设计制造产业的发展过程中,仿真技术的广泛应用可以实现对机械设计制造产业的促进,将两者进行结合,能够为机械制造产业带来更多的生机和活力,让机械制造产业可以朝着可持续的方向进行发展,同时具有更强的科学性。
参考文献
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