虚拟样机技术在矿山机械领域中的应用

2018-08-22仲文君

世界有色金属 2018年11期

关键词：样机仪器方案

仲文君

（武威职业学院，甘肃武威733000）

随着经济全球化的开展, 想要在日益激烈的国际贸易市场上获得优势, 就势必要减短研发时间和周期, 提高出产质量[1],降低开发成本, 激发市场的活力, 成为经营者们所需要的目的。但是, 传统的产品设计和制造是无法同时满足这些的。

这样一来，虚拟样机技术就在市场的迫切需求下应运而生。在经典的设计和过程中中,最新就是想法方案和实验论证, 然后进行产品验证。之后,为了检验, 需要对制造的样机样本进行测验, 甚至，这些测验需要时时面对危险。

1 虚拟样机技术

作为一项正处在探寻中的新技术、新科技, 现在，虚拟样机技术在国内还并没有一个较为一致的基本含义,缺乏整齐的理论系统, 对于虚拟样机技术的实际应用与研究还处在不断的开发和精细当中,根据3种比较具有代表性的理论可将虚拟样机技术理解为，虚拟样机技术就是在营造第一台物理仪器的时候, 技术师用电子技术建设机械、仪器的数据造型,进行仿真实验，并用图表、图形表示虚拟样机技术在真实建设环境下的特殊性,因而得到修正，并获取最佳建设方案。虚拟样机是一个数字化模型, 它能够真实反应样机产品的特点, 其中就包含了造型、时间和动力学的特点，具体参见图1。

图1 虚拟样机技术模拟流程

借助虚拟样机技术, 我们可以借助电脑建立一种机械式的器械系统, 伴随着四维可看化模拟, 模仿虚拟样机在实际生活下体系的活力和运动，并且能够进一步根据模仿实验将结果进行精准和精细。换一句话说, 虚拟样机技术就是通过虚拟技术在可看化的优点，实现可助式地探寻，进而模拟样品的实际功能, 对样品进行立体、实验和设计等方面的助教式建设与整理。

虚拟样机技术式在D A C造型的前提下,将虚拟技术与现实方法相结合,为产品的研发制造了一个创新的设计方案。虚拟样机技术在实际生活中应该将其横穿在整个过程中。在方案设计和理论论证中, 设计师可将自己的想法与现实联系在一起，输入在计算机里, 让创造力和想象力充分融合。

2 虚拟样机技术在矿山机械领域中的具体应用

和传统的物理仪器的开发方案比较,虚拟样机的设计方案需要具备如下特点：全新的开发理念。传统的创新方案是一步步从产生到出产一个完整的过程, 这种方法是存在诸多的弊点。但是，虚拟样机技术恰恰相反，真正实现了设计理念的进步, 它是立足于工程方案, 在产品的设计想法时期就进行迅速分析、整理, 并通过可看化想法去进行设计,估计样品在真实环境下的特点以及其所具有的优势, 一直到获取到最佳设计取向。低廉的的开发成本、短期的开发时间、高质量的产品表现。利用虚拟样机方法可以甩掉虚拟样机对物理仪器的依赖。

虚拟样机技术在矿山设计中的实施是利用界面干净化处理、处理功能强大、设计功能稳定的经济化虚拟软件实现的。国际上对虚拟样机技术的经济利益化早已完成准备。目前有40 多家企业在国际市场上激烈竞争。其中具备较深影响的企业有如美国机械动能学上市公司(Mechanical Inc Dynamics ）的MADAS , 意大利的MSL 公司DSDA以及法国航空公司PACKSIM 。其中，美国机械动能学上市公司的AMADS 占了全球市场的51 % 以上，AMSAD 使用互助式图形图表进行工作部件库、约束条件库、工作力库的设计, 建立具备指数化的机械几何系统, 解决方案是利用多结构立体系进行动态学理论中的拉朗日格方程式、系统动能学方程系统, 对虚拟机进行动力学、设计学和动学的分析,输入位置、时间、加速度和作用力的变化曲线。AMADS 的仿真功能可实验在预估系统的功能、运动力度、碰撞实验、峰值大小、承载力等, 以及对有限单元格的输入载量的计算。我国矿业机械仪器的研发尚处于经典的模式下, 全新仪器的通过需要经过想法、提出、测试、样机、投入、改进、定制和生产几个步骤。通过电子技术建设样品的数据化模型,可以完成物理仪器无法继续的试验, 因而不必进行设计和试验就可获得最佳方案。这样不但减少了物理测试的数次,而且减短了研发时间、提高了样品质量。目前，全球范围内都实现了动态化结盟(Virtual Company)的理念, 这样以来，为了可以更好地适应市场全球化经济动势发展和变化,克服个别企业发展的局限性, 实现了在一定时间范围内,利用Internet(或Big Intranet)临时结盟的一种虚拟化结构。进而实现同行设计和方案, 参照企业之间信息的共享交流, 而虚拟样机是一种大数据化模型, 利用计算机对信息进行输入, 这就具备了传输速度快、信息反馈即时的特征,进而加快动态结盟的同行结构。