虛擬及機(jī)械工程設(shè)計(jì)探析

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1虛擬工程技術(shù)特點(diǎn)以及過程

1.1虛擬工程技術(shù)的特點(diǎn)

虛擬工程技術(shù)實(shí)際上是建立在虛擬模式下，通過使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的分析。依據(jù)相關(guān)模型，工作人員可以適當(dāng)?shù)慕⒁欢ǖ奶摂M裝配。在進(jìn)行裝配的時(shí)候，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的錯(cuò)誤，及時(shí)進(jìn)行糾正，從而保證具有一定的精確性，此外，還可以利用計(jì)算機(jī)來改正零件存在的錯(cuò)誤，具有操作簡單，方便等特點(diǎn)，而且在利用計(jì)算機(jī)改正以后，可以自動(dòng)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(cuò)誤導(dǎo)致的質(zhì)量問題，全面實(shí)現(xiàn)裝配、設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

1.2虛擬工程技術(shù)應(yīng)用過程

利用虛擬工程技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，基本上都是依據(jù)產(chǎn)品的生命周期進(jìn)行分析的。所以，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要依據(jù)客戶提出的相關(guān)建議和需求進(jìn)行分析，明確產(chǎn)品的主要性能和實(shí)際使用功能，然后在利用虛擬工程技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)，利用虛擬加工進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)，如果能夠符合客戶實(shí)際需要，就可以進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，一旦出現(xiàn)問題或者不符合客戶的要求，需要進(jìn)行及時(shí)修改模型，然后進(jìn)行相關(guān)理論計(jì)算、實(shí)踐推理以及循環(huán)修改等，保證能夠符合實(shí)際規(guī)范和要求，然后利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)相關(guān)零件的時(shí)候，應(yīng)該具有一定的專家系統(tǒng)，依據(jù)不同的設(shè)計(jì)規(guī)范和特點(diǎn)得到不同的數(shù)據(jù)特征，從而建立符合實(shí)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(jì)前提下，進(jìn)行分級(jí)和分類，利用一定的理論和推理得到相應(yīng)的產(chǎn)品。在進(jìn)行虛擬工程設(shè)計(jì)的時(shí)候最主要的就是設(shè)計(jì)產(chǎn)品模型，在設(shè)計(jì)的時(shí)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(jī)械虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在上世紀(jì)八十年代出現(xiàn)了一種新的機(jī)械工程設(shè)計(jì)技術(shù)，虛擬樣機(jī)技術(shù)，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸發(fā)展和更新的一種輔助計(jì)算機(jī)機(jī)械工程技術(shù)，虛擬樣機(jī)技術(shù)也可以被叫做機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)。相關(guān)設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)一定的模型，然后合理的進(jìn)行一定的動(dòng)態(tài)分析，不斷改進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)方案，利用數(shù)字化模式來合理代替物理樣機(jī)。使用這種虛擬樣機(jī)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(shí)際的設(shè)計(jì)方案，所以，在技術(shù)剛剛發(fā)展起來的時(shí)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(duì)于企業(yè)提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益具有一定的意義。在設(shè)計(jì)機(jī)械工程的時(shí)候，適當(dāng)?shù)氖褂糜?jì)算機(jī)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(yùn)動(dòng)性。數(shù)字化虛擬樣機(jī)實(shí)際上是一種全新的管理和設(shè)計(jì)方式。機(jī)械虛擬樣機(jī)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(jìn)行自底向上、自頂向下的造型模擬設(shè)計(jì)方式，能夠進(jìn)行仿真裝配，結(jié)構(gòu)分析以及仿真運(yùn)動(dòng)等很多比較困難的過程，保證設(shè)計(jì)更加合理。這種方式可以更加方便的聯(lián)系CAE系統(tǒng)，適當(dāng)進(jìn)行合理的仿真，為設(shè)計(jì)提供一定的數(shù)據(jù)信息。依據(jù)UG、SolidEdge等作為基本設(shè)計(jì)平臺(tái)，從而建立一定全參數(shù)三維模型。適當(dāng)?shù)姆治隽慵挠邢拊湍M整體的運(yùn)動(dòng)性，利用虛擬化機(jī)械技術(shù)完善和實(shí)施，建立一套符合企業(yè)自身發(fā)展的三維CAD機(jī)制，從而可以有效的轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)模式，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。

3虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)

在機(jī)械工程設(shè)計(jì)的時(shí)候，虛擬樣機(jī)技術(shù)具有一定的通用性，可以有效的解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的困難問題。虛擬樣機(jī)技術(shù)實(shí)際上是在動(dòng)力學(xué)和力學(xué)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(jī)基本上都是利用代數(shù)混合方式建立的，可以簡化復(fù)雜問題。虛擬樣機(jī)可以由很多六個(gè)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(jī)還可以在一定程度上方便進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和建設(shè)，保證軟件具有更高的后期處理作用。依據(jù)運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行傳統(tǒng)的機(jī)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(huì)涉及很多方面的數(shù)據(jù)和運(yùn)算，導(dǎo)致過程比較復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，從而浪費(fèi)大量的物力、人力以及財(cái)力，才可以保證具有一定的精確度。使用虛擬樣機(jī)技術(shù)，可以有效的降低人力、財(cái)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(jì)算機(jī)來完成數(shù)據(jù)的計(jì)算和求解，具有操作方便、精確度高的特點(diǎn)，提高了相關(guān)設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新能力，保證機(jī)械設(shè)計(jì)能夠得到一定發(fā)展。傳統(tǒng)技術(shù)會(huì)出現(xiàn)很多數(shù)據(jù)信息，需要具有一定的經(jīng)驗(yàn)。而虛擬樣機(jī)技術(shù)具有更加方便的計(jì)算優(yōu)勢(shì)，可以直觀的展現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和機(jī)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(xué)技術(shù)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)也在不斷進(jìn)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(jī)械設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)了預(yù)測(cè)性能的特點(diǎn)，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(duì)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(xué)院 重慶市經(jīng)貿(mào)中等專業(yè)學(xué)校