关于仿真技术在机械设计制造过程中的应用.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 176 关于仿真技术在机械设计制造过程中的应用 李 丁 湖南神斧集团向红机械化工有限责任公司,湖南 岳阳 414100 摘要摘要:仿真技术是一门与现代科学技术相结合的科学,具有很强的综合性。仿真技术在机械加工制造中的应用,对于进一步优化机械加工结构,提升工艺水平,提升产品质量具有积极的意义。本文主要介绍了计算机仿真技术在机械设计与制造中的应用,讨论了其应用特点、具体应用及发展趋势,希望能对计算机仿真技术的应用起到一定的借鉴作用。关键词关键词:仿真技术;机械制造;应用 中图分类号:中图分类号:TP391 与其他新技术相比,仿真技术是一门综合性很强的技术,是一门融合了
2、多种计算机技术的先进技术。在仿真技术中引入计算机技术,可以使仿真结果的虚拟化,从而有效地降低了制造成本,提高了制造效率,提升了制造水平,推动了计算机技术的发展。1 仿真技术在机械设计制造过程中的特点 1.1 作用范围广泛 自其诞生之初,仿真技术便以惊人的速度蓬勃发展,如今已在多个行业中扮演着不可或缺的重要角色。其中,在机械设计制造领域,其运用范围十分广泛,主要包括了产品设计、加工以及试验等环节。在机械设计制造的全过程中,涵盖了从产品设计、制造到最终测试的各个环节,这一应用范围十分广泛。随着科技水平的进步和社会经济的高速发展,人们对于产品的性能提出了越来越高的要求,这使得仿真技术逐渐成为提高产品
3、设计与制造能力的重要途径之一。在机械设计制造领域,仿真技术具有广泛的适用性,其积极影响包括但不限于产品质量、制造效率和技术水平,从而确保最终产品符合市场对质量的要求。随着计算机技术的迅猛发展以及仿真技术自身的不断完善,仿真技术在机械工程领域也越来越多地被人们所接受。当前,仿真技术的应用领域不断拓展,更加强调对仿真对象和目标的明确界定,以确保其在研究制造系统中得到有效的运用。1.2 集成性属性 随着计算机仿真技术在机加工制造业中的运用,其所表现出来的特征也越来越明显。仿真技术本身是一种多种技术的综合呈现,它的复杂性比较高,实际上它可以对各种类型的产品和各种类型的制造工业进行模拟。而其整合性又使仿
4、真技术在加工制造业中的应用更为广泛,这对于加工制造业的发展具有积极的影响。1.3 分布特性 随着网络技术和计算机技术的不断进步,仿真技术的分布式特性得到了更为广泛的拓展。将仿真应用到机械制造领域,能够为机械生产提供有效的帮助。通过对仿真技术的操作过程进行深入分析,我们不难发现,为了充分发挥其作用,必须借助虚拟网络和制造技术的支持,同时结合理论和图形分布特性,以提升仿真技术在机械设计和加工中的效能,从而更好地保障设备的品质。2 仿真技术的实现 2.1 创建模型 为了使仿真技术得以实施,需要进行相应的建模工作。根据相关部门所要解决的问题,或者是设计制造目标,构建模型的前提是问题的提出,没有一个模型
5、是无中生有的,它都是在问题的基础上构建起来的。而且,在构建模型时,都要给模型加上一个边界条件和约束条件,相关的工作人员还需要具有一定的科学知识和分析应用能力,将科学知识与模型构建相结合,用数字的形式清楚地表达出自己的意图,其核心就是数学模型。按照时间的关系,数学模型可以被划分成两种类型,一种是静态模型,另一种是动态模型,在这两种模型中,动态模型又被划分成连续时间、离散时间以及混合时间,其中,在连续时间和离散时间的建立上,主要是基于系统状态的描述和方式。中国科技期刊数据库 工业 A 177 2.2 变换模型 将抽象的数据和参数转化为计算机处理的形式,需要使用不同的算法和计算机语言,这是计算机仿真
6、技术的核心之一,即模型的变换。在实际的仿真模型变换过程中,设计人员不仅可以根据自己的需求和需求对模型进行研究,还可以开发出一个新的系统,并将其直接应用于现有的仿真软件中。2.3 实验模型 经过一段时间的模拟实验,设计人员将所建立的仿真模型输入到计算机中,从而获得了丰富的实验结果。仿真实验的目的就是为了验证理论分析和设计方案的正确性,从而达到提高工作效率,缩短研制周期的目的。由于试验按照既定的顺序进行,因此在试验过程中,模拟试验并不是一项棘手的任务。但是,对于模拟试验的结果,必须建立一套度量标准,设计者必须对试验结果的正确性和正确性进行分析,而当前市面上比较常见的两种检验模拟试验结果可靠性的方法
7、是:置信信道法和逆向验证法。3 仿真技术在机械设计制造过程中的应用 3.1 机械结构设计应用 一般而言,机械产品的构成要素多种多样,其构造异常复杂。在机械产品中需要有多个零部件之间的相互配合才能完成机械产品的整体性能,从而确保整个机械产品能够正常运转。在进行机械设计和制造时,必须全面考虑不同部件的组合构成,以确保在设计层面上能够实现不同部件的组合设计,并通过部件之间的相互作用来实现机械产品相关功能。此外,还需要对零部件之间的相互作用力进行分析计算。在计算机仿真技术的支持下,上述工作得以顺利展开。在进行机械产品设计时,首先需要根据具体需求选择合适的零部件,然后按照一定的顺序将各个部分连接起来,最
8、终形成一个完整的机械系统。通过运用计算机模拟技术构建的虚拟平台,能够实现对机械产品零部件的组合设计,并且支持在该平台上进行操作,从而协助设计师及时发现问题。同时也能让设计人员更加直观地了解到各个零部件之间的配合关系,以便于进一步改进设计方法。在进行机械产品设计内容的调整时,设计者可以通过对模拟模型参数进行调整,从而实现计算机模拟的优化。这样不仅节省了人力成本,而且大大提高了效率。此外,引入运动传送器、弹簧等辅助设备,可为设计者提供更加逼真的模拟体验,从而提升设计和生产的品质水平。3.2 齿轮设计应用 在机械装备中,齿轮及有关产品是不容忽视的一部分。大部分机械装置的传动部件,都需要齿轮的啮合和正
9、常运转来实现传动目的。可以说,齿轮的设计、制造与使用对整个机械设计与制造过程都起着举足轻重的作用。采用仿真技术,对机械设计中齿轮设计的实际配合效果进行验证,并根据机械作用需求对设计方案进行调整和完善。因此,在机械设计与加工过程中,采用仿真技术具有重要意义。目前,尽管仿真技术已经具备了支撑齿轮端面模型设计和模拟作业的能力,但在不同的层面上,对于齿轮的正确性仍需进行评估。通过运用计算机仿真技术可将其功能发挥到最大程度,提高齿轮工作性能。此外,在机械设计和制造领域,仿真技术被广泛应用于齿轮方面,通过计算机设备计算圆弧针齿的运行轨迹,从而实现对齿轮运行和作用的高度还原和仿真。因此,运用仿真技术来辅助机
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