计算机技术在机械工程中应用研究

李现广

摘要近年来，在科技快速发展的推动下，计算机技术得到了普及和发展，并且在各个领域之内得到了广泛的应用。机械工程作为一项相对复杂并且操作性极强的工程，应用计算机技术将会提升工作效率。本文对机械制造业的现状以及计算机技术在机械工程中的应用进行了阐述。

关键词机械工程；计算机技术；应用

计算机技术作为一项新技术，对生产生活产生了非常大的影响，甚至改变了人们的生活生产现状。对于计算机在机械工程领域中的应用已经是非常普及的状况，无论是计算机软件还是计算机硬件对机械制造业都产生非常重要的影响，提升了机械制造业的质量和效率。

1机械制造业的现状

目前，我国机械制造业的水平相对来说比较低，这就会影响制造业中对机械的操作以及生产的效率。在机械制造业中设备是整个工程开展的基础和保障，一方面要保证对机械设备的熟练操作，另一方面要保证对整个机械的进行有效的运行管理。因此，计算机技术的应用将会全面的提升机械工程的生产效率和管理水平。

1.1机械设备的更新

对于机械工程中设备的更新换代是至关重要的，但是设备的更新需要投入大量的资金，这就增加了机械工程的资金投入，很多单位因为资金的原因不能及时进行设备更新，仍然使用老旧设备，降低了生产质量和效率，甚至会影响企业的正常生产。

1.2机械设备的养护

机械设备不能够长期运行，要进行定期养护和维修。但是很多企业却忽视了这一点，很多企业机械出现超负荷运行，机械也得不到相应的保养，加快了机械的损坏程度，降低机械的使用效率，缩短了机械的使用寿命，严重影响机械工程的质量和效益。

1.3机械设备的维修

对于机械的维修和机械的养护是一样的，都是需要平常定期开展的。如果机械出现问题不能得到及时维修，一方面会影响机械的正常运行，另一方面就会影响机械工程的正常开展。实际情况中很多企业为了降低机械维修的费用，从而减少机械维修的次数，严重影响了机械工程的效率。

2机械设计中的计算机技术应用

2.1CAD技术的应用

计算机辅助设计（CAD）：这项技术主要是通过计算机技术来应用CSD软件完成机械工程中的图纸设计以及工程中各个部分的设计工作。1）CAD的基本应用主要包括：通过计算机与CAD软件技术的结合，将工程中的各种设计工作实现一种立体呈现的方式，同时能够更加标准化和规范化的完成零件的选取。通过CAD技术的应用实现了机械工程系统化的零件设计和管理体系。2）CAD与设计方法的集成应用包括：基于模块化设计方法的CAD、基于DFX设计方法的CAD、基于优化设计方法的CAD、基于可靠性设计方法的CAD、支持白顶向下方式的CAD、智能CAD、网络协同设计CAD通常用到相关软件有：AutoCAD、CAXA、Pro/E、Solidworks、I-deas、UG等。

2.2CAE技术的应用

CAE技术就是指计算机辅助工程技术，这个技术应用是以三维实体建模为整个分析的指导线路，在进行产品设计的时候就要进行应用，将实际产品的需求点与设计通过CAE进行对照和评价，通过对比和分析从而得到产品使用的最合适的一个方案。CAE技术一般包括有限元分析法、优化设计、仿真技术、试验模态分析等。

1）有限元分析。这个分析技术主要是通过优先于软件来实现的，主要是对机械结构中的各个元素进行分析，如机械结构的应力、自身的应变力、结构自身的频率以及振动时候的模态和机械结构的热态特性。通过网格划分和对机械结构在有限元软件中的边界的确定来实现对机械结构的建模。在有限元分析的过程中一般采用的软件主要有ANSYS、SAP、ADINA、NASTRAN等

2）优化设计。优化设计通过使用的软件主要有ISIGHT、OPB-2两种软件。优化设计是一种对机械设备性能的计算方法，首先是要选定机械设备哪一个或者哪几个性能作为最优目标，选定之后通过优化设计的软件进行函数的建立，然后进行相应的计算。

3）计算机仿真技术的应用。计算机仿真技术就是根据机械设备的实际运行建立一个仿真模型，把这个模型通过代码编制的形式输入到计算机内，然后通过计算机技术与仿真模型的结合来对机械设备的实际操作过程中的各个因素进行监测。计算机仿真技术在具体实施时需要将实际的机械设备中的数据进行数学模型形式的分析和解释，然后通过计算机技术形成仿真程序进行实际的使用，主要是包括以下几个步骤：（1）建立数学模型；（2）建立仿真模型；（3）编制仿真程序；（4）进行仿真实验；（5）结果统计分析；（6）仿真工作总结。

在机械设备的设计和检测过程中运用仿真技术主要是通过MATLAB、ADAMS等软件实现的，在这个过程中关键的一点就是能够通过数学计算方法建立合适的数学模型然后通过计算机进行编制形成仿真技术模型，从而应用到实际的机械设备的数据统计和实际运行监测中。

4）试验模态分析。试验模态分析主要是通过CAE技术然后对整个的机械设备运行系统或者对某一部分的机械设备运行进行监测，主要是对其动态特性或者是振动特性通过数学语言进行描述，从而实现监测的目的。如果监测的对象不同使用的数学模型也是不一样的，得到的检测数据也是不一样的。具体在机械设备中的应用主要体现在以下几个方面：（1）评价实际结构系统的动态特性；（2）在新产品设计中进行结构动态特性的预估及优化设计；（3）诊断及预报结构系统的故障；（4）控制结构的辐射噪声；（5）识别结构系统的载荷。

3机械加工制造中的计算机技术应用

在机械加工制造过程中主要是应用CAM技术也就是计算机辅助制造技术来实现机械设备从生产准备到整个加工制造工作的完成过程中设计、管理、控制的工作。

CAM技术应用在机械加工制造的各个方面以及加工制造的整个流程当中，从加工制造的工艺流程到后期装配机器的程序编写方面都为机械加工制造提供可靠的支持。对于工程流程方面来说，传统的加工制造就是对零件加工的应用的方法、加工的顺序和技术通过熟练的操作人員来实现。在应用CAM技术后就是讲这些操作数据通过模型直接输入到计算机上，通过操作人员对计算机数据来实现对工艺流程的开展。通过使用CAM技术对于操作人员来说不用掌握非常熟练的技艺也能完成整个的操作流程，这样大大减少了人力的投入。机械加工制造中的数控数据编辑也是一样的，将已经建立好的模型输入到Nc机床上，形成另加的加工制造的编辑。对于装配机器的程序编写是区别于传统的机床应用的，如果企业使用的装配机器，可以通过计算机进行程序编写，从而简便操作流程，提升操作效率。

4计算机的监控检测

在机械设备开展工作的状态下对于一些微小的故障和错误情况是很难发现的，如果需要避免这些故障和错误就需要使用计算机的监控检测，通过计算机技术实现对机械设备的实时监控，从而来保证整个机械设备运行过程中的无纰漏无差错情况。

5结论

综上所述，伴随着我国科学技术现代化水平的不断提高，计算机技术在机械工程计算当中的应用也越来越普及。因此，分析机械工程中计算机应用对于优化和创新机械工程中每个作业流程意义深远。