PDF下载
数字仿真技术应用于机械设计中的相关研究

郑丹庆1 唐四红2 顾光明3 吴光晨4

1.浙江正理生能科技有限公司,浙江省乐清市,325611;2.浙江兴族激光设备有限公司,浙江省温州市,325000;3.温州开明机械有限公司,浙江省瑞安市,325207;4.浙江正理生能科技有限公司,浙江省乐清市,325611

摘要: 目前更多先进的技术、更新后的工艺、绿色环保材料出现,并纷纷被加入到各行业中去,助力各行业健康、持续发展,其中就包括数字仿真技术。在机械设计制造领域中,现如今此项技术已经得到认可与广泛应用,在提高机械产品设计制造水平、提升产品质量、加快产品研发上市时间等方面起到重要作用。因此,本篇文章主要就数字仿真模拟技术在机械设计中的应用进行认真分析,希望可以在提高机械产品质量等方面起到一些帮助的作用。
关键词: 数字仿真技术;机械设计;应用;分析
DOI:10.12721/ccn.2024.157060
基金资助:
文章地址:

对比其他技术,数字仿真技术有非常多明显优势,即:可降低成本、提升产品质量、加快产品研发上市时间、优化资源配置、提升竞争力等。数字仿真技术中所包含的计算机技术完全可实现虚拟化效果,提高机械设计制造水平,为我国机械制造行业健康、持续发展提供诸多帮助。为此,下面主要对数字仿真技术在机械设计领域中的应用展开探讨。

1、数字仿真技术之特点

1.1范围性

将仿真技术加入至机械设计制造领域中,此项技术涉及机械设计制造全过程,例如:在产品设计、生产、认证、实验等多个环节中都可以见到仿真技术“身影”。随着时间的不断推移,现阶段仿真技术的应用范围还在不断增大中。

1.2分布性

因为网络与计算机技术是仿真技术应用时坚实的“后盾”,所以在应用中分布性特别明显,例如:在机械产品设计、制造期间,仿真技术的运用,模拟演示制造全过程,将理论与实际结合,从而起到提高机械产品生产质量等作用。

2、应用价值分析

2.1及时优化设计方案

传统机械设计制造过程中,大多需要依靠人工的帮助。具有设计制造时间久、工作量大且复杂、工作人员数量多等特点,常常受到人为因素影响发生这样那样的问题。与此同时,对工作人员提出高要求,即工作人员要具备丰富的工作经验、较强的工作能力、饱满的工作态度等。而目前将数字仿真技术被加入至机械设计制造领域中,构建产品模型,利用仿真技术的分析与处理等多项功能,即可保证设计师设计出来的方案完善、科学、可行性更强,从而帮助机械设计制造加快发展速度、水平更高。

2.2提升数据分析水平

应该运用怎样的方法,才能够更好去处理行业发展中出现的大量数据,一直都是相关工作人员在深入思考的问题。只有只有有效处理大量数据,才会帮助企业健康发展。近几年来,机械制造行业发展是有目共睹的,将仿真技术加入到机械设计制造中去,即可对复杂数据展开分析与处理,淋漓尽致的展现出仿真技术之价值。

2.3节约成本

众所周知,在产品研究与开发时,企业需投入更多的人力、物力与财力,从而才可实现加快产品研究与研发速度的目标。而目前将数字仿真技术加入到机械设计制造领域中去,通过构建出二维模型与三维模型,对机械设计制造全过程展开模拟,便可以让工作人员从繁重的工作中脱离出来、降低工作人员压力。

3、数字仿真技术在机械设计中的应用

3.1机械结构设计

机械产品由多个零部件共同组合而成,复杂是其代名词。机械设计与制造期间,工作人员要思考多方面的内容,保证在设计层,通过不同零件的组合设计,机械产品本身通过零件间的作用,机械产品相应功能得以发挥、实现。上述工作的进行与仿真技术之间有莫大关系。也就是说需要仿真技术的帮助。工作人员通过使用计算机仿真技术设置出虚拟平台,在平台中进行机械产品零部件的组合设计。此虚拟平台中,设计工作人员能够及时发现机械结构设计中存在的问题,随后制定出科学的方法解决问题。另外,设计工作人员还可将仿真模拟参数及时调整,从而完成机械产品设计内容的优化。

3.2机械复杂加工

作为机械设计制造中重要一环,机械加工受到工作人员的重视,相关工作人员明确此环节能否顺利实施与多个方面都有密切联系,其中就包括机械产品应用效果。目前机械产品在设计加工方面加快了发展速度,即正向智能、大型等方向大跨步前进。由此可以看出,机械设计必定会愈发复杂且精密。将数字仿真技术加入至机械复杂加工中去,此项技术成为设计工作人员最得力的“助手”,帮助其深入分析极为复杂的机械原理,降低设计工作人员的工作压力、减小设计难度。

3.3齿轮设计

因为机械设备运行中自然少不了齿轮的帮助,各齿轮间的密切配合,机械设备运转才能够成为现实,所以齿轮质量与许多方面都有密切联系,其中就包括机器设备使用时间、运行效率、水平等。当工作人员将仿真技术加入到齿轮设计中去,通过模型模拟数据分析便可寻找到设计图纸中存在的问题,之后专业工作人员及时进行齿轮设计的优化。

3.4大中型机械产品设计

当设计师面对大中型机械产品设计时,首先想到的是结构非常复杂,零部件设计是难度高的工作,需凭借丰富的工作经验、较强的设计能力,设计相关部位需要怎样型号的零件。在过去,大中型机械产品设计中,零件装配不合格是发生概率最高的问题,之所以会发生这样的问题,工作人员积极去寻找引发问题的原因,发现是由于大中型机械零部件生产期间出现质量问题或装配工作质量低所造成的,对机械制造企业健康的发展带来阻碍,导致企业蒙受巨大的经济损失。而目前将仿真技术加入至大中型机械设备零部件装配去,便可有效防止以上问题(大中型机械零部件生产期间出现质量问题或装配工作质量低等)的发生。例如:仿真技术的应用,可第一时间发现零部件装配中存在的问题。装配工作结束后,仿真技术还可针对大中型机械设备动态展开模拟试验,保证大中型机械设备质量无忧,避免企业蒙受巨大的经济损失。

4、仿真技术在机械设计制造领域中的发展趋势分析

目前计算机技术已经在多个领域中得到认可和广泛应用,现阶段仿真技术正在向其他方向大跨步前进,即多元转型方向,特别是在软件方面,工作人员要加紧速度,加大软件系统研究力度。另外,特别重要的是,及时针对存在的问题构建优化改进模型,实现多元模拟目标,将设计制造水平提高到新层次,同时缩短研发所需时间。

结束语:

总之,机械设计制造过程不可谓不复杂,为提高设计制造水平、节约设计制造成本,就需要依托数字仿真技术的帮助,将活力注入至机械设计制造企业发展中去,帮助机械设计制造企业真正实现做大、做强、获得更多综合收益(经济效益、环境效益、社会效益等),向自动化、智能化方向大跨步前进。对比其他研发方法,仿真技术的应用,好处颇多,即可将机械系统研发中存在的问题完美解决,研发工作不再像以往那样需更久时间,并降低机械设备设计问题发生概率,从而帮助机械加工行业健康、持续发展。因此,作为一名专业的设计人员,要以积极的态度去深入了解仿真技术信息,并将其科学使用至机械系统设备研发中去。

参考文献:

[1]茆顺旺. 仿真技术在机械设计制造中的应用研究 [J]. 产业创新研究, 2023, (22): 99-101.

[2]林哲炜. 仿真技术在机械设计制造过程中的应用 [J]. 今日制造与升级, 2023, (10): 79-81.

[3]谭晓鹏,张龙海. 基于仿真技术的掘进式机械臂设计研究 [J]. 造纸装备及材料, 2023, 52 (10): 28-30.

[4]袁海林,陈钧. 基于仿真技术的机械臂设计应用研究 [J]. 科学技术创新, 2023, (19): 85-88.

[5]彭芸. 数字化仿真技术在机械设计与制造中的应用探究 [J]. 农机使用与维修, 2023, (07): 51-53. 

[6]唐卫东. 计算机仿真技术在农业机械设计中的应用 [J]. 中国果树, 2023, (07): 145.