仿真技术在机械设计制造中的应用分析

李华龙

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。计算机仿真技术在机械设计制造中的应用具有较广的分布范围以及较强的分布性特征以及集成性特征。当前在机械产品结构设计、机械产品复杂数据分析以及机械产品生产加工等领域计算机仿真技术得到了广泛应用，可有效促进机械设计制造的发展。本文研究了仿真技术在机械设计制造中的應用。

关键词：仿真机思恍惚 机械设计 机械制造 应用分析

Application Analysis of Simulation Technology in Mechanical Design and Manufacturing

Li Hualong

Abstract：In recent years， with the rapid development of Chinas social economy and the continuous improvement of the level of science and technology， computer technology and the machinery industry have developed rapidly. Therefore， the active use of computer simulation technology in the machinery industry can effectively promote the rapid progress of machinery manufacturing technology， and the main development direction of the machinery manufacturing industry in the future. The application of computer simulation technology in mechanical design and manufacturing has a wide distribution range， strong distribution and integration characteristics. At present， computer simulation technology has been widely used in the fields of mechanical product structure design， mechanical product complex data analysis， and mechanical product production and processing， which can effectively promote the development of mechanical design and manufacturing. This paper studies the application of simulation technology in mechanical design and manufacturing.

Key words：simulator trance， mechanical design， mechanical manufacturing， application analysis

1 引言

机械制造业是传统行业，将仿真技术运用于该行业能够提高工作效率，压缩制造成本，推动行业的信息化、智能化，让其朝着现代化的方向发展。对于我国的经济发展来说，机械制造行业可起到极大的促进作用，并且现如今机械制造产品已经在人们日常生活与工作中的各个领域得到了十分广泛的应用，从人们使用的各种电器产品以及出行所乘坐的交通工具，到导弹、飞机以及轮船等都属于机械产品的范畴中。所以在我国社会快速发展的过程中机械行业的发展至关重要，与每个人的日常生产与生活都具有十分密切的关系。

2 仿真技术在机械设计制造中的主要特征

对于传统的机械设计制造工作来说，主要使用人脑构思的方式对绘图工具进行使用进而将想法呈现在图纸上，随后针对图纸的设计内容制造出相应的产品。这种工作方法对机械设计制造工作人员具有较高的技术能力要求，并且在实际工作的过程中容易出现失误，导致工作效率以及工作质量较差。与此同时，这种传统的机械设计制造工作方式只有产品在完全制作出来后才可对其正确性进行检验设计，不仅浪费了大量的时间，还增加了成本投入。近年来，随着我国科学技术水平的不断进步，计算机绘图技术开始广泛应用于多个领域中，可使用仿真软件的方式对机械制造产品的合理性进行检测设计，从而对机械产品的应用效果进行提高。同时，计算机仿真技术的使用可在实际机械设计制造工作开展的过程中帮助多个设计人员跨区域对同一款机械产品进行共同设计，极大的推动了机械设计制造行业的发展。

目前，由于互联网技术的快速发展，人们日常生活与工作中的各个领域都对互联网技术进行了广泛应用，各行各业的发展目前都需要借助互联网的力量，因此互联网技术将对仿真技术起到极大的推动作用。在现如今经济全球化的环境中，互联网技术的普及可帮助不同国家以及地区的机械设计制造工作人员相互学习与交流，提高机械产品设计工作的适应性。而仿真技术的使用不仅可帮助不同地区的设计工作人员进行共同设计，还可对相关参数进行共同分析与修改，从而提高机械设计工作的工作效率与工作质量。

2.1 分布性特征

仿真软件技术与计算机技术的结合可有效对机械设计制造行业中仿真技术的应用分布性特征进行呈现。这是由于仿真技术的应用对于机械设计制造行业来说具有十分重要的作用。对于计算机仿真技术来说，其产生于虚拟互联网中，因此可帮助多个技术设计人员可以跨区域、同时在不同的场所对同一款机械产品进行设计制造工作，并对产品中的各个参数进行共同设计以及修改，因此计算机仿真技术在应用过程中具有较高的分布性特征。

2.2 适用范围广

对于机械设计行业来说，计算机仿真技术的应用可有效促进其快速发展。仿真技术可应用至机械产品设计环节到最后的测试环节，都可充分发挥其应有作用。在对机械产品进行设计工作的过程中，计算机仿真软件可将设计工作人员的想法转换为与实际产品相似程度较高的三维模型，从而帮助设计工作人员可以对产品结构进行查看。在进行测试的过程中，计算机仿真技术可帮助工作人员将相关测试数据导入至软件中，可对机械产品的多项性能情况进行模拟计算。而在实际机械设计的过程中，计算机仿真技术拥有较大的应用范围，可对产品結构的受力情况进行实时模拟，从而帮助设计人员提高工作效率以及工作质量。

2.3 集成化特征

对于机械设计制造来说，仿真技术在应用过程中最为明显的特征便是集成化特征。计算机仿真技术的全面使用可通过虚拟的方式将机械设计制造中的生产制造过程与产品开发过程进行构建。同时由于仿真技术的实现方法有很多，所以计算机仿真技术也具有多样化的特征。

3 仿真技术在机械制造中的应用

3.1 仿真技术在机械产品结构设计中的应用

多个零件、部件以及子装配体通过螺栓以及焊接进行固定的方式融合为一个整体的便是机械产品，因此在组装的过程中应对每个零件与部件的精确性以及合理性进行保证，从而使组装出的产品质量达到相关使用要求。现如今，随着计算机仿真技术的使用，机械设计制造工作人员在对机械产品进行设计的过程中可对设计产品进行三维建模，随后可使用相关软件对模型开展多层次的模拟实验，针对实验结果以及相关数据对内部结构以及零部件进行改进，随后再次对完善后的模型开展模拟实验，在经过数次的模拟实验以及数据对比后可得到最优的设计方案。在对机械产品进行仿真设计的过程中，可使用UG、Pro/E以及SolidWorks等三维仿真软件来对所设计的机械机构进行展示。对于机械设计制造人员来说，在进行仿真的过程中可使用计算机软件来转动三维模型的角度与方向，还可放大三维模型的结构与零部件细节，从而对机械产品的内部构造进行掌握。在开展动态展示的过程中，如果发生部件干涉的现象，设计工作人员还可针对实际情况及时进行调整。对于仿真三维软件来说，拥有使用便捷、操作简单以及功能强大的优势之处，因此在机械产品设计工作中的各个环节得到了广泛使用。

3.2 仿真技术在机械产品加工中的应用

在机械产品设计加工的过程中，计算机仿真技术的使用可极大的提高机械产品加工工作的效率以及质量，从而确保整体生产加工过程的顺利进行。比如在对数控车床进行使用进行零件加工的过程中，可使用计算机仿真技术对加工零件的三维模型进行构建，随后根据产生的三维模型来制作相应的数控程序以及图纸，最后将产生的程序向数控车床中进行导入后便可开展零件加工工作。与此同时，在通过数控磨床磨削加工产品的过程中，计算机仿真技术的使用可对产品的产生过程中进行演示与模拟，从而帮助工作人员对具体的步骤进行观看，对程序的流程是否出现错误进行检验。此外在对数控铣床进行使用的过程中，可不断对产品进行优化设计，随后针对所产生的三维图纸对三维零件模型进行创建，并将其导入至仿真软件后可开展仿真工作，检验铣削原理与步骤等基本内容。

3.3 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。

3.4 仿真技术在大中型机械产品设计中的应用

在对机械产品进行设计的过程中，工作人员常常会遇到内部结构较为复杂以及体积较大的大中型机械产品。对于大中型机械产品来说，在进行设计的过程中需要对许多不同的零部件进行设计工作，因此其生产加工工作具有较高难度。传统的大中型机械产品设计方式常常会出现零部件装配问题，导致这种现象的主要原因是大中型机械产品的内部零部件较多，无法进行一次性装配，因此对大中型器械的使用稳定性造成了较大影响，甚至导致使用企业的正常生产工作受到影响，从而带来较大的经济损失。而在零配件装配的过程中，计算机仿真技术的使用可对零配件的装配工作进行仿真，从而在进行装配时对零部件中的问题进行及时发现，并使用动态模拟的方法来对相关设备的实际运行状况进行观看，从而对大中型设备的产品质量进行保证。

4 结语

随着我国科学技术水平的快速提高，互联网技术与计算机技术快速发展，因此计算机仿真技术开始广泛应用于人们日常生活与工作中的各个领域。对于我国的社会经济发展来说，机械制造行业具有十分重要的作用。而目前计算机仿真技术与机械设计制造行业具有密不可分的联系，相关工作人员应在机械设计制造的过程中积极使用计算机仿真技术，通过仿真技术来对模拟机械设计制造的多项环节，帮助工作人员对机械制造过程中各种信息进行了解与掌握，从而对机械结构的各种参数进行研究分析，产生最优的设计制造方案。仿真技术的使用不仅可减少成本投入，还可提高整体机械设计制造业的经济效益，因此仿真技术的应用可称为今后机械设计制造工作中的主要研究方向。

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