虛擬及機械工程設計探析
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1虛擬工程技術特點以及過程
1.1虛擬工程技術的特點
虛擬工程技術實際上是建立在虛擬模式下，通過使用計算機進行相應的分析。依據相關模型，工作人員可以適當的建立一定的虛擬裝配。在進行裝配的時候，能夠及時發現其中的錯誤，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，可以自動出現新的模型。虛擬工程技術可以在一定程度上改變零件由于出現錯誤導致的質量問題，全面實現裝配、設計、檢驗的協調方式，可以有效的增加產品質量，保證企業具有一定的競爭優勢。
1.2虛擬工程技術應用過程
利用虛擬工程技術進行設計的時候，基本上都是依據產品的生命周期進行分析的。所以，在設計的時候，需要依據客戶提出的相關建議和需求進行分析，明確產品的主要性能和實際使用功能，然后在利用虛擬工程技術進行相關的設計，利用虛擬加工進行產品的生產，如果能夠符合客戶實際需要，就可以進行實際生產，一旦出現問題或者不符合客戶的要求，需要進行及時修改模型，然后進行相關理論計算、實踐推理以及循環修改等，保證能夠符合實際規范和要求，然后利用計算機進行優化設計。在設計相關零件的時候，應該具有一定的專家系統，依據不同的設計規范和特點得到不同的數據特征，從而建立符合實際情況的模型，形成相應的零件元模型。然后在模型的設計前提下，進行分級和分類，利用一定的理論和推理得到相應的產品。在進行虛擬工程設計的時候最主要的就是設計產品模型，在設計的時候出現不同的領域，所以，應該依據不同的類型建立不同產品模型，保證產品虛擬模型具有一定的意義和作用。
在上世紀八十年代出現了一種新的機械工程設計技術，虛擬樣機技術，是利用計算機技術逐漸發展和更新的一種輔助計算機機械工程技術，虛擬樣機技術也可以被叫做機械系統動態仿真技術。相關設計人員在計算機上設計一定的模型，然后合理的進行一定的動態分析，不斷改進技術和設計方案，利用數字化模式來合理代替物理樣機。使用這種虛擬樣機技術可以很好的降低成本，有效增加產品的性能以及產品質量，得到最符合實際的設計方案，所以，在技術剛剛發展起來的時候，就已經得到各界的關注和重視，很多大型企業也開始逐漸使用這種技術，對于企業提高社會效益和經濟效益具有一定的意義。在設計機械工程的時候，適當的使用計算機仿真技術，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、連接件具有的連接性以及運動性。數字化虛擬樣機實際上是一種全新的管理和設計方式。機械虛擬樣機是一種在三維CAD基礎上發展起來的技術，三維CAD是一種可以進行自底向上、自頂向下的造型模擬設計方式，能夠進行仿真裝配，結構分析以及仿真運動等很多比較困難的過程，保證設計更加合理。這種方式可以更加方便的聯系CAE系統，適當進行合理的仿真，為設計提供一定的數據信息。依據UG、SolidEdge等作為基本設計平臺，從而建立一定全參數三維模型。適當的分析零件的有限元和模擬整體的運動性，利用虛擬化機械技術完善和實施，建立一套符合企業自身發展的三維CAD機制，從而可以有效的轉變設計模式，提高產品的質量和效率。
3虛擬樣機技術在機械工程設計中的優勢
在機械工程設計的時候，虛擬樣機技術具有一定的通用性，可以有效的解決設計中出現的困難問題。虛擬樣機技術實際上是在動力學和力學前提下發展和創新的，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構域，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和條件。此外，虛擬樣機還可以在一定程度上方便進行系統維護和建設，保證軟件具有更高的后期處理作用。依據運動情況進行傳統的機械分析，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據和運算，導致過程比較復雜，經常會出現錯誤，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，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據的計算和求解，具有操作方便、精確度高的特點，提高了相關設計人員的創新能力，保證機械設計能夠得到一定發展。傳統技術會出現很多數據信息，需要具有一定的經驗。而虛擬樣機技術具有更加方便的計算優勢，可以直觀的展現計算結果和機械性能，保障具有很高的技術和水平。
4結語
總而言之，伴隨著科學技術以及社會經濟的發展，工業也在不斷進步和發展，出現越來越多的新技術和工藝。虛擬工程技術的發展和應用，在一定程度上改變了傳統的機械設計方式，實現了預測性能的特點，有效地增加了生產效率和質量，具有很好的應用和發展前景，對于國家的發展具有重要意義。
作者：張絨 劉開生 單位：重慶冶金成人學院 重慶市經貿中等專業學校
