張冠龍

【摘 要】仿真技術(shù)是在計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及其他先進科學技術(shù)的發(fā)展促進下形成的一種綜合性技術(shù)。仿真技術(shù)應(yīng)用在機械設(shè)計制造中，是機械設(shè)計制造發(fā)展的必然趨勢，能夠有效的優(yōu)化機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)并提升技術(shù)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量。仿真技術(shù)是不斷發(fā)展進步的先進技術(shù)，能夠帶來巨大的經(jīng)濟效益，在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用前景廣闊，本文將對此展開討論，以供參考。

【關(guān)鍵詞】仿真技術(shù)；機械設(shè)計制造；應(yīng)用

一、仿真技術(shù)概述

仿真技術(shù)在工業(yè)、生物和軍事領(lǐng)域應(yīng)用較廣，主要的仿真工具主要有仿真軟件和仿真硬件兩種，計算機是仿真硬件中常用的工具設(shè)備，計算機類型包括3種：混合計算機、數(shù)字計算機和模擬計算機。此外，其他的仿真硬件還有目標仿真器、運動仿真器、環(huán)境仿真器和負載仿真器等，這些均屬于物理仿真器。仿真技術(shù)中的仿真軟件通常是指仿真程序包、仿真程序、數(shù)據(jù)庫和仿真語言等，這些共同組成仿真技術(shù)的軟件系統(tǒng)。

二、仿真過程的實現(xiàn)

對于仿真技術(shù)的實現(xiàn)過程，主要可以分為三個方面，具體的內(nèi)容如下：第一，建立模型。在機械設(shè)計制造的過程中，要運用仿真技術(shù)，最重要的就是設(shè)計約束條件以及編輯條件，確定具體的研究目標，根據(jù)這些要求來建立相應(yīng)的仿真系統(tǒng)。系統(tǒng)建立之后，就需要相關(guān)的技術(shù)人員根據(jù)學科知識將系統(tǒng)進行完善，使其具有數(shù)字化的技術(shù)，這主要是需要系統(tǒng)擁有一個數(shù)學模型。一般情況來講，數(shù)學模型可以分為兩種，動態(tài)和靜態(tài)，主要的影響因素是由于時間的不同，其中，研究人員將動態(tài)的模型又進行細化，分為混合時間、連續(xù)和離散三種類型。第二，變幻模型。這指的就是將初步的模型通過數(shù)學的表達形式變化為計算機可以識別的樣式，這一過程是對計算機的語言和算法最好的應(yīng)用，是仿真的基礎(chǔ)，也就是仿真模型。第三，模型的實驗。這主要是指通過對計算機的運行模式進行仿真出來，最終得到相應(yīng)的仿真成果，從而做好對模型的建立以及變換兩個步驟，為以后模型的實驗打下堅實的基礎(chǔ)，只要對前幾個步驟進行預期的展開，這幾步的實現(xiàn)是很簡單的。尤其是要對仿真結(jié)果進行測量的過程中，只需要對仿真的設(shè)備使用反向驗證法以及置信通道法進行分析就可以實現(xiàn)。

三、仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造行業(yè)中的應(yīng)用

3.1在機械的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的應(yīng)用

機械系統(tǒng)是由各個機械部件進行完整的整合，然后在機械系統(tǒng)的運作過程中共同地發(fā)揮作用，使各個不同的機械結(jié)構(gòu)部件可以綜合，達到性能發(fā)揮的最大化目標。因此，在一個新的產(chǎn)品的設(shè)計過程中，應(yīng)該提前將仿真技術(shù)進行使用，來實現(xiàn)對模型的優(yōu)化作用，其中包括很多部分，最主要的就是選取最合適的方案，將各零部件進行適當?shù)呐浜弦约皩⒏鱾€零件的功能進行最好的發(fā)揮等。就目前情況看，對結(jié)構(gòu)的運動仿真功能都進行開發(fā)，尤其是大型的設(shè)計軟件，依據(jù)這些設(shè)計中的性能來看，一旦需要將運動學的內(nèi)容加入到模擬仿真技術(shù)中，只需要進行相應(yīng)的設(shè)計就可以實現(xiàn)，具有十分便利的特點。與此同時，這些三維的設(shè)計軟件在對仿真運動進行設(shè)計的過程中，可以應(yīng)用多角度的方式進行觀察，還能對其結(jié)構(gòu)的干涉情況進行檢測，功能十分強大。

3.2在機械的裝備設(shè)計方面的應(yīng)用

在機械裝備職中，最重要的零件之一就是齒輪。因此，在設(shè)計師對其進行制造的過程中，將齒輪的性能進行更好的應(yīng)用仿真實驗就有著很重要的意義。在這一方面，有很多的設(shè)計人員在設(shè)計齒輪的過程中都進行了多方面的研究，最主要的研究方向包括以下幾個部分：第一，對于圓弧針齒形星的行動軌跡通過對計算機的應(yīng)用來實現(xiàn)仿真模擬；第二，在仿真和建模的過程中，主要是通過visuallisp技術(shù)來實現(xiàn)的，這是對于齒輪的端面建模，也從不同的角度進行相應(yīng)的評估，然后結(jié)合其性能，分析得出相應(yīng)的結(jié)果；第三，對影響齒輪的傳動接觸點進行參數(shù)的研究，并對其進行分析，從而達到減少對正交齒輪的相關(guān)傳送效果影響的目的。除此之外，計算機的仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造行業(yè)中還有著極其廣泛的應(yīng)用。例如，在對齒輪泵的齒輪進行設(shè)計的過程中，就可以應(yīng)用計算機的仿真技術(shù)對齒輪的性能進行檢測，從而達到齒輪泵的性能實現(xiàn)最大化應(yīng)用，質(zhì)量也在一定程度上得到顯著提高的目的。

3.3在加工研究方面的應(yīng)用

在設(shè)計的過程中，仿真的意義十分重大。因此，很多的研究人員也對這一問題進行具體的分析和研究，針對很多的機械加工中使用相關(guān)的仿真技術(shù)，可以幫助設(shè)計人員對機理更加深入的了解，也可以在很大程度上對機械在加工的過程中提高相應(yīng)的機械性能和機械質(zhì)量，尤其表現(xiàn)在復雜的機械加工方面。

四、仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造業(yè)中的發(fā)展趨勢

仿真技術(shù)隨著計算機技術(shù)的發(fā)展進步，在硬件方面會朝著數(shù)字仿真運算技術(shù)方向發(fā)展，例如，采用超小型機以及外圍處理器而對大型的復雜的機械系統(tǒng)或者裝備系統(tǒng)進行仿真模擬和實時操作。在軟件方面，會朝著與人工智能技術(shù)結(jié)合，仿真技術(shù)更是會增加仿真語言和功能更加齊全的軟件系統(tǒng)，變得更加精確和便捷。機械設(shè)計制造借助仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，會逐漸朝著虛擬制造方向發(fā)展。虛擬制造技術(shù)通過對產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、制造等過程進行統(tǒng)一的建模而在計算機上進行設(shè)計、加工、配置、檢驗、輸送等，是對整個機械加工制造過程的模擬和仿真，從而優(yōu)化了生產(chǎn)管理及資源規(guī)劃，機械產(chǎn)品的設(shè)計制造周期縮短、成本降低、生產(chǎn)效率提高，形成強大的經(jīng)濟效益。

五、結(jié)語

計算機技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展促進了仿真技術(shù)的進步，仿真技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)是信息技術(shù)、系統(tǒng)論和控制論等，技術(shù)應(yīng)用過程中以專業(yè)設(shè)備和計算機為工具，通過建立模型系統(tǒng)的方式，對規(guī)劃設(shè)想中或?qū)嶋H中的數(shù)據(jù)系統(tǒng)完成動態(tài)測試。此外，仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用能保證數(shù)據(jù)計算精準、提高產(chǎn)品設(shè)計制造效率和質(zhì)量，總體應(yīng)用前景和應(yīng)用效果較好

【參考文獻】

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