仿真技術在機械設計制造的應用

時間:2022-11-11 03:21:46

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仿真技術在機械設計制造的應用

近年來,現(xiàn)代工業(yè)技術進入了全新的發(fā)展階段,但問題也隨之而來,傳統(tǒng)的檢測技術已經(jīng)無法滿足設計制造工作的實際需求,需要對檢測技術進行改革創(chuàng)新。仿真技術作為一種虛擬模擬技術,在實際應用中可以有效降低設計成本,提高設計效率,保證制造質(zhì)量,因此加強對仿真技術的應用研究現(xiàn)實意義。

1傳統(tǒng)機械設計制造過程中存在的問題

隨著科學技術的不斷發(fā)展,國家機械設計制造行業(yè)的綜合水平也隨之提高,推動工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展,雖然設計技術和制造技術不斷完善,但檢測技術卻并沒有跟上二者的腳步,對機械設計制造的發(fā)展造成了負面影響。很多機械設計制造中存在的問題無法被檢測出來,給后續(xù)的使用帶來威脅,在嚴重的情況下,還會出現(xiàn)安全事故。傳統(tǒng)機械設計制造過程中檢測需要耗費較長的周期、檢測成本較高,如果采用現(xiàn)場檢測的方式,就會浪費更多人力、物力資源。不僅如此,在大部分情況下,現(xiàn)場檢測得到的結果無法保證準確性,可參考性相對較低。而且在機械設計制造過程中,設計人員也可能出現(xiàn)一些失誤,這些問題都可以通過仿真技術進行解決。

2仿真技術在機械設計制造中實際作用

仿真技術在機械設計制造過程中應用,可以有效節(jié)約資金,可以對重要參數(shù)、性能進行模擬仿真,來提高設計的科學性和準確性。因此,機械設計制造的初始階段,采用仿真軟件建立虛擬原型,可以對耐方案進行修改,簡化設計步驟、提高設計質(zhì)量,在一定程度上節(jié)省研發(fā)資金。此外,在信息時代下,機械設計制造中需要處理的數(shù)據(jù)量大幅度提高,運用仿真技術可以高效快速處理數(shù)據(jù),完成虛擬測試。仿真技術本身就是建立在信息系統(tǒng)的基礎上,不僅可以快速處理數(shù)據(jù),同時也可以保證數(shù)據(jù)處理的準確性,提高產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量。更為重要的是,仿真技術可以幫助設計人員更好地了解掌握機械結構系統(tǒng),利用計算機和數(shù)字技術進行模擬演示,更加直觀地感受系統(tǒng)的整體運行情況,對其中存在的問題進行修改。在機械設計制造過程中,零部件的設計工作十分重要,關系到機械設備的最終情況,使用仿真技術可以有效解決這一問題。

3仿真技術在機械設計制造中具體應用

3.1在機械結構設計中的應用。在機械設造過程中,機械結構WS為重要,是整合機械零部件的關鍵環(huán)節(jié),是保證機械性能最大化的根本設計階段。在這一環(huán)節(jié)中應用仿真技術,可以對模型進行優(yōu)化,確定機械結構的最優(yōu)方案,保證每一桶件都會在這個方案中發(fā)揮出最大作用。比如:可以將運動學和仿真技術相結合,運用三維設計軟件對機械設備進行多角度觀察,同時檢測個部件對結構的干涉情況,改善其中存在的問題,提高設備的實際功能。如今很多三維設計軟件中都含有運動仿真模塊,可以讓設計人員更加直觀地感受機械結構的運行,節(jié)省大量的討算時間,同時虛擬環(huán)境中完成及設備的運動,為后續(xù)設計提供參考。3.2在機械裝備設計中的應用。在機械裝備設計過程中,齒輪設計極為重要,應用仿真技術完成齒輪設計可以分為3個部分。首先對齒輪的行動軌跡進行仿舷擬,其如齒輪的端面進行面膜Wf,最后對齒輪的傳動接觸點進行闡述研究。通過上述內(nèi)容,可以從不同角度觀察齒輪情況,得到相應的結果,減少齒輪對機械設備的影響。比如:在設計齒輪的過程中,可以應用仿真技術檢測齒輪的性能,確保齒輪性能最大化發(fā)揮出來,讓機械設備質(zhì)量得到根本上的提升。在一些復雜機械裝備設計中,經(jīng)常會遇到一些困難的計算問題,利用仿真技術可以有效解決包括熱變形參數(shù)、結構強度、應變變形、振動變形參數(shù)等問題,確保機械設備裝配合理山。3.3在機械加工設計中的應用。加工是機械設備中的重點內(nèi)容,加工質(zhì)量也決定了機械設備的后期使用情況,在這樣的狀態(tài)下,應用仿真技術進行加工,可以提高機械性能和機械質(zhì)量,尤其是在一些復雜的機械加工環(huán)節(jié)中,利用仿真技術可以提高加工效率。比如:在機械數(shù)控加工過程中,可以運用仿真技術對零部件進行程序編寫,將躺化為圖形信息,根據(jù)圖形情況完成加工。又或者在切削加工過程中,利用仿真技術進行建模處理,確定具體的仿真模型,預測不同切削時間下的機械性能和質(zhì)量,以此優(yōu)化切削步驟,提高加工質(zhì)量效果。隨著仿真技術的發(fā)展,未來在加工過程中,可以對加工方式進行深層次的挖掘,提高加工精度,改善機械設備的具體性能,尤其是在大型機械設備加工設計中,其中包含的零部件較多,加工周期較長,應用仿真技術,可以縮短加工時間,降低返工概率,確保質(zhì)量。

4仿真技術在機械設計制造中實際應用案例

為了進_步驗證仿真技術在機械設計制造中實際應用效果,本文以橋式起重機自動控制運行系統(tǒng)功能仿真為例進行研究。首先,對程序進行了實例驗證,以某紙卷工廠倉庫中使用橋式起重機為實驗對象,隨機布置工作現(xiàn)場,觀察設計出來橋式起重機自動控制運行系統(tǒng)功能能夠正常運行。根據(jù)實際運行情況來看,程序可以按照要求正常運行,也能夠沿著規(guī)定運行軌跡路線完成工作,相應的參數(shù)也可以在交互界面中顯示。在確認橋式起重機自動控制運行系統(tǒng)功能得到滿足,工程任務全部完成后,進一步對系統(tǒng)仿真調(diào)試結果分析,以此保證自動控制系統(tǒng)可以對橋式起重機進行精確控制。已知該卷紙廠內(nèi)使用的橋式起重機重2.5t,在明確其余控制參數(shù)的基礎上,在不同信號形式以及PID參數(shù)的情況下,各種輸入信號的準確響應效果,判斷模型能否對各種輸入信號都產(chǎn)生精確快速的相應。代入具體的參數(shù)值,計算分析仿真時間內(nèi),理想最優(yōu)運行距離,同時利用仿真得到的轉速進行積分計算,得到仿真運行距離,對比2個運行之間差值,進行誤差計算,最終誤差為0.470%。由此可知,本文設計出來的橋式起重機自動控制運行系統(tǒng)在實際應用中可以實現(xiàn)快速、精確地調(diào)速,保證工程整體質(zhì)量。不僅如此,在仿真實驗的過程中,利用MATLAB軟件中,對正弦脈寬調(diào)制變頻調(diào)速系統(tǒng)以及矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)進行了建模,根據(jù)實際案例中橋式起重機的實際使用情況來看,矢量變頻技術在橋式起重機運行中可以更好地完成定位,在實際應用的過程中也更具有優(yōu)越性回。

5總結

科學技術不斷發(fā)展,機械設憫造水平不斷提高,但是在生產(chǎn)工藝日益復雜,生產(chǎn)步驟逐漸增加的狀況下,需要對機械設備的檢測技術進行更新,從而保證機械設備在實際應用過程中的有效性。通過本文分析,仿真技術在實際應用過程中,可以讓設計人員更好地控制機械零件設計情況,提高設計制造質(zhì)量。

參考文獻:

[11王正鐸.淺析仿真技術在機械設計與制造中的應用[J].電子元器件與信息技術,2019(03):95-9.

[2]曾廣會,張軍.仿真技術在機械設計制造中的應用[J].中國設備工程,2019(05):177-179.

作者:張芳芳 劉曉光 單位:商丘工學院機械工程學