虛擬及機械工程設(shè)計探析

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1虛擬工程技術(shù)特點以及過程

1.1虛擬工程技術(shù)的特點

虛擬工程技術(shù)實際上是建立在虛擬模式下，通過使用計算機進行相應(yīng)的分析。依據(jù)相關(guān)模型，工作人員可以適當?shù)慕⒁欢ǖ奶摂M裝配。在進行裝配的時候，能夠及時發(fā)現(xiàn)其中的錯誤，及時進行糾正，從而保證具有一定的精確性，此外，還可以利用計算機來改正零件存在的錯誤，具有操作簡單，方便等特點，而且在利用計算機改正以后，可以自動出現(xiàn)新的模型。虛擬工程技術(shù)可以在一定程度上改變零件由于出現(xiàn)錯誤導致的質(zhì)量問題，全面實現(xiàn)裝配、設(shè)計、檢驗的協(xié)調(diào)方式，可以有效的增加產(chǎn)品質(zhì)量，保證企業(yè)具有一定的競爭優(yōu)勢。

1.2虛擬工程技術(shù)應(yīng)用過程

利用虛擬工程技術(shù)進行設(shè)計的時候，基本上都是依據(jù)產(chǎn)品的生命周期進行分析的。所以，在設(shè)計的時候，需要依據(jù)客戶提出的相關(guān)建議和需求進行分析，明確產(chǎn)品的主要性能和實際使用功能，然后在利用虛擬工程技術(shù)進行相關(guān)的設(shè)計，利用虛擬加工進行產(chǎn)品的生產(chǎn)，如果能夠符合客戶實際需要，就可以進行實際生產(chǎn)，一旦出現(xiàn)問題或者不符合客戶的要求，需要進行及時修改模型，然后進行相關(guān)理論計算、實踐推理以及循環(huán)修改等，保證能夠符合實際規(guī)范和要求，然后利用計算機進行優(yōu)化設(shè)計。在設(shè)計相關(guān)零件的時候，應(yīng)該具有一定的專家系統(tǒng)，依據(jù)不同的設(shè)計規(guī)范和特點得到不同的數(shù)據(jù)特征，從而建立符合實際情況的模型，形成相應(yīng)的零件元模型。然后在模型的設(shè)計前提下，進行分級和分類，利用一定的理論和推理得到相應(yīng)的產(chǎn)品。在進行虛擬工程設(shè)計的時候最主要的就是設(shè)計產(chǎn)品模型，在設(shè)計的時候出現(xiàn)不同的領(lǐng)域，所以，應(yīng)該依據(jù)不同的類型建立不同產(chǎn)品模型，保證產(chǎn)品虛擬模型具有一定的意義和作用。

2虛擬工程技術(shù)的機械虛擬樣機技術(shù)在機工程設(shè)計中的應(yīng)用

在上世紀八十年代出現(xiàn)了一種新的機械工程設(shè)計技術(shù)，虛擬樣機技術(shù)，是利用計算機技術(shù)逐漸發(fā)展和更新的一種輔助計算機機械工程技術(shù)，虛擬樣機技術(shù)也可以被叫做機械系統(tǒng)動態(tài)仿真技術(shù)。相關(guān)設(shè)計人員在計算機上設(shè)計一定的模型，然后合理的進行一定的動態(tài)分析，不斷改進技術(shù)和設(shè)計方案，利用數(shù)字化模式來合理代替物理樣機。使用這種虛擬樣機技術(shù)可以很好的降低成本，有效增加產(chǎn)品的性能以及產(chǎn)品質(zhì)量，得到最符合實際的設(shè)計方案，所以，在技術(shù)剛剛發(fā)展起來的時候，就已經(jīng)得到各界的關(guān)注和重視，很多大型企業(yè)也開始逐漸使用這種技術(shù)，對于企業(yè)提高社會效益和經(jīng)濟效益具有一定的意義。在設(shè)計機械工程的時候，適當?shù)氖褂糜嬎銠C仿真技術(shù)，可以有效的建立各種模型，包括加工零件的方式、加工零件的順序、選用的工裝以及參數(shù)、連接件具有的連接性以及運動性。數(shù)字化虛擬樣機實際上是一種全新的管理和設(shè)計方式。機械虛擬樣機是一種在三維CAD基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù)，三維CAD是一種可以進行自底向上、自頂向下的造型模擬設(shè)計方式，能夠進行仿真裝配，結(jié)構(gòu)分析以及仿真運動等很多比較困難的過程，保證設(shè)計更加合理。這種方式可以更加方便的聯(lián)系CAE系統(tǒng)，適當進行合理的仿真，為設(shè)計提供一定的數(shù)據(jù)信息。依據(jù)UG、SolidEdge等作為基本設(shè)計平臺，從而建立一定全參數(shù)三維模型。適當?shù)姆治隽慵挠邢拊湍M整體的運動性，利用虛擬化機械技術(shù)完善和實施，建立一套符合企業(yè)自身發(fā)展的三維CAD機制，從而可以有效的轉(zhuǎn)變設(shè)計模式，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。

3虛擬樣機技術(shù)在機械工程設(shè)計中的優(yōu)勢

在機械工程設(shè)計的時候，虛擬樣機技術(shù)具有一定的通用性，可以有效的解決設(shè)計中出現(xiàn)的困難問題。虛擬樣機技術(shù)實際上是在動力學和力學前提下發(fā)展和創(chuàng)新的，是簡化處理困難問題的有效方式。大部分的虛擬樣機基本上都是利用代數(shù)混合方式建立的，可以簡化復雜問題。虛擬樣機可以由很多六個自由度來建立結(jié)構(gòu)域，并且互相約束，具有一定的通用性，為建立不同種類的模型提供依據(jù)和條件。此外，虛擬樣機還可以在一定程度上方便進行系統(tǒng)維護和建設(shè)，保證軟件具有更高的后期處理作用。依據(jù)運動情況進行傳統(tǒng)的機械分析，需要建立一定的模型，雖然沒有多少步驟，但是由于會涉及很多方面的數(shù)據(jù)和運算，導致過程比較復雜，經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤，從而浪費大量的物力、人力以及財力，才可以保證具有一定的精確度。使用虛擬樣機技術(shù)，可以有效的降低人力、財力等的使用，有效的增加工作效率。在建立一定模型之前，可以利用計算機來完成數(shù)據(jù)的計算和求解，具有操作方便、精確度高的特點，提高了相關(guān)設(shè)計人員的創(chuàng)新能力，保證機械設(shè)計能夠得到一定發(fā)展。傳統(tǒng)技術(shù)會出現(xiàn)很多數(shù)據(jù)信息，需要具有一定的經(jīng)驗。而虛擬樣機技術(shù)具有更加方便的計算優(yōu)勢，可以直觀的展現(xiàn)計算結(jié)果和機械性能，保障具有很高的技術(shù)和水平。

4結(jié)語

總而言之，伴隨著科學技術(shù)以及社會經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)也在不斷進步和發(fā)展，出現(xiàn)越來越多的新技術(shù)和工藝。虛擬工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在一定程度上改變了傳統(tǒng)的機械設(shè)計方式，實現(xiàn)了預測性能的特點，有效地增加了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，具有很好的應(yīng)用和發(fā)展前景，對于國家的發(fā)展具有重要意義。

作者：張絨 劉開生 單位：重慶冶金成人學院 重慶市經(jīng)貿(mào)中等專業(yè)學校