仿真技术在机械设计制造的应用

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近年来,现代工业技术进入了全新的发展阶段,但问题也随之而来，传统的检测技术已经无法满足设计制造工作的实际需求，需要对检测技术进行改革创新。仿真技术作为一种虚拟模拟技术，在实际应用中可以有效降低设计成本,提高设计效率,保证制造质量，因此加强对仿真技术的应用研究现实意义。

1传统机械设计制造过程中存在的问题

随着科学技术的不断发展，国家机械设计制造行业的综合水平也随之提高,推动工业现代化发展,虽然设计技术和制造技术不断完善，但检测技术却并没有跟上二者的脚步，对机械设计制造的发展造成了负面影响。很多机械设计制造中存在的问题无法被检测出来，给后续的使用带来威胁，在严重的情况下,还会出现安全事故。传统机械设计制造过程中检测需要耗费较长的周期、检测成本较高，如果采用现场检测的方式，就会浪费更多人力、物力资源。不仅如此,在大部分情况下,现场检测得到的结果无法保证准确性，可参考性相对较低。而且在机械设计制造过程中，设计人员也可能出现一些失误，这些问题都可以通过仿真技术进行解决。

2仿真技术在机械设计制造中实际作用

仿真技术在机械设计制造过程中应用，可以有效节约资金，可以对重要参数、性能进行模拟仿真，来提高设计的科学性和准确性。因此，机械设计制造的初始阶段，采用仿真软件建立虚拟原型，可以对耐方案进行修改,简化设计步骤、提高设计质量,在一定程度上节省研发资金。此外,在信息时代下，机械设计制造中需要处理的数据量大幅度提高，运用仿真技术可以高效快速处理数据，完成虚拟测试。仿真技术本身就是建立在信息系统的基础上，不仅可以快速处理数据,同时也可以保证数据处理的准确性，提高产品研发质量。更为重要的是，仿真技术可以帮助设计人员更好地了解掌握机械结构系统，利用计算机和数字技术进行模拟演示，更加直观地感受系统的整体运行情况，对其中存在的问题进行修改。在机械设计制造过程中，零部件的设计工作十分重要,关系到机械设备的最终情况，使用仿真技术可以有效解决这一问题。

3仿真技术在机械设计制造中具体应用

3.1在机械结构设计中的应用。在机械设造过程中,机械结构WS为重要,是整合机械零部件的关键环节，是保证机械性能最大化的根本设计阶段。在这一环节中应用仿真技术，可以对模型进行优化,确定机械结构的最优方案,保证每一桶件都会在这个方案中发挥出最大作用。比如：可以将运动学和仿真技术相结合,运用三维设计软件对机械设备进行多角度观察,同时检测个部件对结构的干涉情况，改善其中存在的问题,提高设备的实际功能。如今很多三维设计软件中都含有运动仿真模块，可以让设计人员更加直观地感受机械结构的运行，节省大量的讨算时间，同时虚拟环境中完成及设备的运动，为后续设计提供参考。3.2在机械装备设计中的应用。在机械装备设计过程中，齿轮设计极为重要，应用仿真技术完成齿轮设计可以分为3个部分。首先对齿轮的行动轨迹进行仿舷拟,其如齿轮的端面进行面膜Wf,最后对齿轮的传动接触点进行阐述研究。通过上述内容，可以从不同角度观察齿轮情况，得到相应的结果,减少齿轮对机械设备的影响。比如:在设计齿轮的过程中，可以应用仿真技术检测齿轮的性能,确保齿轮性能最大化发挥出来,让机械设备质量得到根本上的提升。在一些复杂机械装备设计中，经常会遇到一些困难的计算问题,利用仿真技术可以有效解决包括热变形参数、结构强度、应变变形、振动变形参数等问题,确保机械设备装配合理山。3.3在机械加工设计中的应用。加工是机械设备中的重点内容，加工质量也决定了机械设备的后期使用情况,在这样的状态下,应用仿真技术进行加工，可以提高机械性能和机械质量,尤其是在一些复杂的机械加工环节中，利用仿真技术可以提高加工效率。比如:在机械数控加工过程中，可以运用仿真技术对零部件进行程序编写，将躺化为图形信息,根据图形情况完成加工。又或者在切削加工过程中,利用仿真技术进行建模处理，确定具体的仿真模型，预测不同切削时间下的机械性能和质量，以此优化切削步骤，提高加工质量效果。随着仿真技术的发展,未来在加工过程中，可以对加工方式进行深层次的挖掘,提高加工精度,改善机械设备的具体性能,尤其是在大型机械设备加工设计中，其中包含的零部件较多，加工周期较长，应用仿真技术，可以缩短加工时间,降低返工概率,确保质量。

4仿真技术在机械设计制造中实际应用案例

为了进_步验证仿真技术在机械设计制造中实际应用效果，本文以桥式起重机自动控制运行系统功能仿真为例进行研究。首先，对程序进行了实例验证，以某纸卷工厂仓库中使用桥式起重机为实验对象,随机布置工作现场,观察设计出来桥式起重机自动控制运行系统功能能够正常运行。根据实际运行情况来看，程序可以按照要求正常运行，也能够沿着规定运行轨迹路线完成工作，相应的参数也可以在交互界面中显示。在确认桥式起重机自动控制运行系统功能得到满足，工程任务全部完成后，进一步对系统仿真调试结果分析,以此保证自动控制系统可以对桥式起重机进行精确控制。已知该卷纸厂内使用的桥式起重机重2.5t,在明确其余控制参数的基础上，在不同信号形式以及PID参数的情况下，各种输入信号的准确响应效果,判断模型能否对各种输入信号都产生精确快速的相应。代入具体的参数值,计算分析仿真时间内，理想最优运行距离，同时利用仿真得到的转速进行积分计算，得到仿真运行距离，对比2个运行之间差值,进行误差计算，最终误差为0.470%。由此可知，本文设计出来的桥式起重机自动控制运行系统在实际应用中可以实现快速、精确地调速,保证工程整体质量。不仅如此，在仿真实验的过程中，利用MATLAB软件中，对正弦脉宽调制变频调速系统以及矢量变频调速系统进行了建模，根据实际案例中桥式起重机的实际使用情况来看,矢量变频技术在桥式起重机运行中可以更好地完成定位，在实际应用的过程中也更具有优越性回。

5总结

科学技术不断发展,机械设憫造水平不断提高,但是在生产工艺日益复杂，生产步骤逐渐增加的状况下,需要对机械设备的检测技术进行更新,从而保证机械设备在实际应用过程中的有效性。通过本文分析，仿真技术在实际应用过程中,可以让设计人员更好地控制机械零件设计情况,提高设计制造质量。

参考文献：

[11王正铎.浅析仿真技术在机械设计与制造中的应用[J].电子元器件与信息技术,2019(03):95-9.

[2]曾广会，张军.仿真技术在机械设计制造中的应用[J].中国设备工程,2019(05):177-179.

作者:张芳芳 刘晓光 单位:商丘工学院机械工程学