机械设计及制造中仿真技术的运用研究

李东海

摘要：随着社会发展不断深入，各行各业都在实现创新优化，以此来迎合社会发展变化。机械设计及制造行业作为推动社会发展的重要组成部分，对机械设计及制造使用仿真技术手段，可以保证行业创新优化，引领机械制造行业发展趋势。仿真技术是基于计算机技术所诞生的新型技术手段，其具备加强可控性和实操性，能够通过技术实现对机械设计及制造内容的补充与完善，为机械制造行业发展提供便利性。所以要深挖仿真技术内涵，拓展仿真技术应用范围，确保机械设计及制造内容科学合理。本文旨在研究机械设计及制造中仿真技术的运用，以期为机械设计及制造发展提供借鉴经验。

关键词：机械设计及制造；仿真技术；运用研究

引言

仿真技术与计算机技术充分结合后能够保证其信息化、数据化发展，以全新理论知识体系和先进技术手段强化机械设计及制造行业，帮助其打破传统机械设计及制造壁垒，实现全新发展态势。机械行业作为传统高耗能行业，在传统机械制造模式中相关投入成本始终居高不下，导致机械行业利润无法达到预期目标，将仿真技术应用于机械设计及制造行业，能够依托计算机进行机械制造模拟实验，通过仿真硬件和仿真软件实现机械设计模拟，既能够提高工作效率，还能降低成本投入，保证行业实际利润。

1.仿真技术在机械设计及制造中应用意义

1.1有利于优化机械设计方案

传统机械制造行业发展始终沿用传统制造技术，从产品设计开始需要较多人力介入，通过设计人员专业性和设计经验来实现机械产品设计及制造，这会为整体机械产品生产增加难度，提高成本投入，一旦出现数据计算错误，整体产品就会作废。所以要充分加强仿真技术在机械设计及制造领域应用，这样能够有利于优化机械设计方案，让设计人员利用计算仿真软件进行模拟设计，通过对三维立体图形进行深入解读，准确掌握机械产品不同部位的数据参数，确保实物生产准确性。这样不仅能够降低时间成本投入，提高产品制造效率，还能以严格数据标准确保机械产品质量符合预期目标。通过计算技术实现机械设计方案优化，为仿真技术运用提供硬件和软件支持，有助于机械设计流程发展简化。

1.2有利于加强数据分析效率

随着社会发展深入，相关科学技术手段也在不断创新，对于机械设计及制造行业来说，仿真技术全面应用已经成为行业发展必然趋势。大数据时代对数据依赖性与日俱增，通过完善数据库内容和加强对数据资源掌控，可以拓展行业发展路径。因此要深挖仿真技术内涵，机械设计及制造行业应加强对数据使用范围和频率，有利于推动行业数据分析体系完善，提高数据分析效率。机械制造行业随着社会进步也越加规范，相关机械产品参数具有严格设计标准，所以通过提高仿真技术数据分析能力，能够最大限度实现机械设计及制造的完整性和严谨性，能够保证仿真技术价值最大化发挥，通过多重模拟形式来完善机械产品数据，满足行业发展需求。同时深挖仿真技术内核，还能有利于提高设计人员数据敏感性。

2.仿真技术建模应用

2.1数学模型构建

进行机械设计及制造首要步骤就是进行数学模型构建，在仿真技术在机械制造领域大行其道的当下对数据模型依赖性更深。在实际机械制造过程中，需要根据不同机械产品需求使用不同仿真技术手段，所以可以利用过去机械设计数控来构建数据库，通过对不同产品参数深入研究要构建基础数学模型。以此来实现不同产品需求的数据添加，保证仿真技术模拟实验有序开展。不同模型有不同属性与用途，比如：动态模型、静态模型和连续变量模型等。

2.2数学模型转换

数学模型转换主要应用于机械产品设计及制造模拟过程，将已有的基础数学模型转换为计算机系统模型，利用仿真技术实现模拟实验，为机械产品制造奠定坚实基础。通常在进行数学模型转换时都需要利用相关软件进行内部信息转换，让基础数学模型实现功能性添加和针对性改进，以此满足机械设计及制造产品标准。数学模型转换软件可以通过购买和研发来实现，购买转换软件就能够节省时间成本，而研发软件可以进行针对性制定，保证软件适应性。

2.3数学模型实验

数学模型实验是仿真技术最终阶段，通过严格试验流程能够得到准确机械产品参数，为机械产品实物制造提供详实数据支持。在完成数据模型转换之后，需要设计人员根据机械产品需求来添加模型功能，以此来保证仿真技术应用的有效性和实现内容严谨性。设计人员应利用数学模型实验来获取完整数据，扩充企业数据库内容，在完成模拟实验后要对实验过程和实验结果进行深入分析与研判，以此来避免机械产品设计及制造流程不符合规定，影响产品生产。

3.机械设计及制造中仿真技术实际应用方法

3.1在机械构件中应用

机械产品设计及制造是机械制造行业发展的核心要素，在机械行业发展过程中，相关产品由传统大规模与粗放式产品设计逐渐转向小型化与集成化产品设计。这不仅代表机械制造行业发展理念的转变，也意味着相关机械设计及制造技术实现根本性突破，能够实现精细化机械产品生产，推动国家从制造大国向制造强国发展。在机械构件中应用仿真技术手段，能够也实现机械产品质量提高和性能优化，确保机械构件功能属性实现突破。

在传统机械构件制造过程中，设计人员需要先以机械产品需求为目标导向进行构建模型设计，之后通过反复演算方式来减小机械构件数据误差，最终实现产品生产。此种方法不仅费时费力，还容易导致产品质量不佳，影响使用效果。所以通过仿真技术全面优化设计及制造流程，设计人员可以将机械构件数据上传至仿真模拟软件之中，通过最优数据进行机械构件设计，利用三维立体图形实现对机械构件数据直观掌握，这样可以在制定设计方案环节将产品设计为最佳状态，为产品制造奠定坚实基础，保证机械构件设计合理性和科学性。

3.2在数值计算中应用

随着机械行业深入发展，相关产品需求标准也越来越高，这就导致机械产品换代速度快，相关设计理念和设计方法无法跟上换代需求，影响机械产品质量。所以应用仿真技术可以全面加强机械设计及制造数值计算准确度，帮助机械产品满足行业发展需求。由于机械产品功能多元化发展，倒逼机械设计难度提高，传统机械设计方法已经不能保证机械产品质量达标，所以要深度应用计算机演算功能和数学模型来保证仿真技术有效开展。仿真技术手段是基于计算机技术发展所衍生的技术体系，通常利用计算机信息处理功能进行设计规划和方案制定，在进行数值计算时可以利用模拟计算机优势特点来提高机械产品参数精准度，以严谨数学计算模型来替代人工运算，确保复杂数据计算效率与质量。同时要根据社会发展情况和机械行业标准来对仿真技术手段进行改进优化，以此实现运算速度提升。由于当下主流机械产品设计理念是小而精，这也对数值计算准确度有着明确要求，在数值计算中应用仿真技术，能够最大限度加强复杂数据演算能力，满足机械产品复杂数据数值需求。

3.3在齿轮设计中应用

齿轮作为机械产品中的重要产品体系，是组成完整机械产品内容的关键因素。齿轮通常起到传导作用，是维系机械产品正常运转，保证工作效率的纽带。所以要充分重视齿轮设计流程，以仿真技术将齿轮设计方案进行优化和完善，保证齿轮质量。在传统齿轮设计形式上，由于数据演算不够严谨，相关材料选择不恰当等原因，导致齿轮成品数据不佳，无法完美契合机械产品运转，影响整体机械产品使用寿命。所以要充分使用仿真技术进行齿轮设计，通过三维软件和二维软件结合的方式来进行齿轮断面情况选择，在相关数据区间内一点一点进行试验，保证齿轮断面数据准确度符合机械产品使用标准。同时要结合使用条件和产品需求对齿轮相关数据进行适当修改，依托仿真技术便捷性来做到齿轮完美设计，确保齿轮使用效果最大化演进。

3.4在机械加工中应用

机械加工作为关键机械制造步骤，是实践机械成品的关键，在机械加工中使用仿真技术主要可以从四个方面予以体现：电火花切割环节、数控加工环节、铣削加工环节和磨削加工环节。

结束语

综上所诉，仿真技术应用于机械设计及制造领域是大势所趋，也是推动机械制造行业良性发展的重要手段。因此深化仿真技术内容，让其与机械设计及制造形成全面结合，将仿真技术应用于机械制造行业各个方面，通过数学模型应用来实现模拟制造，以此维持机械产品质量满足目标需求，让相关产品零件得到准确数据有力支撑，保证机械产品有效性。

参考文献：

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