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【摘要】
近年来，随着国内经济建设进程的不断推进和快速发展，机械工程行业开辟了崭新的天地，在面对前所未有的发展机遇的同时，机械行业内部之间的竞争也愈演愈烈。在这样的社会背景之下，现代化的机械工程为了使自身保持健康持续稳步发展，相关企业必须要做到在可控的生产成本范围内获得最优的产品质量。所谓虚拟制造技术指的是通过数值仿真和模拟等相关手段来取得最低的机械产品生产成本。因此，对于现代机械工程设计而言，虚拟制造技术应用的效果直接关系着行业的发展前景。本文针对现代机械工程设计中的虚拟制造技术进行了初步的探讨。
【关键词】
机械工程设计；虚拟制造技术；机械设计；探究
1前言
近年来，虚拟技术在机械工程设计当中取得了广泛的应用和发展，这是由于知识经济时代对产品提出了低成本、快速度、高品质等一系列要求。相关数据指出，虚拟制造技术在帮助企业提升机械产品质量的同时，还可以在很大程度上降低企业的生产成本，从而获取最大化的经济效益。虚拟技术的应用和发展受到了很多人的关注并有着广阔的发展前景。
2虚拟制造技术简介
虚拟制造技术指的是通过计算机来对模型进行模拟和虚拟分析的一种方式和手段。区别于传统的机械设计技术，现代化的虚拟制造技术在很大程度上避免了传统保守的设计观念和手段。虚拟制造技术实质上是机械制造对计算机的一种反射。在虚拟制造技术的支持下可以在计算机上实现对机械产品的模型设计、性能分析、产品加工等诸多功能。因此，在实际的生产过程当中就不需要再将所有的零部件产品都加工出来，帮助企业对机械产品的经营进行有计划地管理与控制。
3虚拟制造技术的核心所在
3．1虚拟制造中的建模技术
虚拟技术的虚拟指的是通过计算机语言将现实生产当中的机械制造流程映射出来，其中涉及到很多流程和步骤，主要有模型化、形式化以及计算机化等。建模环节涉及三种模型的建立。第一，生产模型。生产模型可以宏观的划分为动态和静态两种描述。动态描述需要基于系统状态以及需求性质均已知，然后进行全方位的预测和判断。静态描述主要考察的是系统生产的能力和特性。第二，产品模型。该环节的主要工作是对产品的外观特征以及各参数进行具体的描述。第三，工艺模型。这个环节需要在产品的生产过程当中充分联系各工艺参数，从而将现实制造系统映射出来。
3．2虚拟制造中的仿真技术
所谓仿真技术是指通过计算机语言将复杂的机械生产系统进行模型化处理，对其进行模型化和简洁化从而获得最终的系统模型。对于仿真得到的系统模型进行应用分析，便可以实现在虚拟状态下对产品的性能参数进行分析。仿真和实际的生产系统是两个互相独立的系统，他们之间不会产生相互干扰作用，与此同时，仿真系统可以充分地利用计算机的计算能力，从而大大缩短生产过程当中所耗用的时间成本，可以帮助我们最大化地减少人力、物力以及财力的浪费。仿真技术涉及到的环节比较复杂，其中，制造的仿真和加工的仿真是两个互相独立的过程。
3．3虚拟制造中的虚拟现实技术
虚拟制造中的虚拟现实技术是基于计算机图像系统、计算机显示系统以及计算机控制等接口设备，为人类展现出一种沉浸体验的计算机技术。虚拟现实技术主要是为了改善以往使用的传统的计算机交互方式，从而更好地提升计算机的操作性能。此外，虚拟现实技术中的操作者、机器以及人机接口是目前为止最有力的一种仿真形式，极大地便利了人们对虚拟环境的体验，给人以身临其境的感觉。
4虚拟制造技术在现代机械工程中的应用
4．1具有强大的通用性和功能性
虚拟样机技术的建立和发展离不开分析力学和多刚体动力学，这两门学科是该技术得以快速发展的必要基础条件，虚拟样机技术的核心所在是解决复杂状况下的机械系统建模问题。实际上，虚拟样机软件在对机械系统的运动进行分析计算的时候绝大多数采取的都是带有约束乘子的微分方程。建立该微分方程的基础是假设系统当中构建的自由度是六，对于多余的自由度分别进行限制，从而保证其通用性和适用性。
4．2极大的简化了建模过程
传统意义上的建模是在对机械系统的运动状况进行分析的基础上作出相应的动力分析和计算，因此，该过程当中不可避免的是对图形的分析处理以及相关公式的大量计算。考虑到系统运动的复杂性，所以，图形及其公式处理都是相当繁琐的，这就导致在对图形分析和公式计算的时候很容易出现各种各样的错误。与之相对应的虚拟制造技术当中的建模不需要做这些大量的前期工作，而仅仅需要工作人员将构建的连接方式、基本的物理参数进行输入，然后借助强大的计算机来完成后期的分析和求解，不仅大大减少了工作量还有效提升了设计的精准度。
4．3具备高效的数据处理能力
数据处理一直以来都是一个比较繁琐的过程，出来对数据理性的归纳分析以外还必须要求工作人员具备极高的工作素养。虚拟制造技术不仅帮助我们直观的看到运动的整个过程，还可以对机械的性能进行全方位的掌握。
5结语
目前，虚拟制造技术在现代机械工程设计当中得到了广泛的应用，充分实现了机械工程设计的可视化，有效提升了机械行业的生产效率和水平。虚拟制造技术作为一种全新的技术理念，为今后机械制造业的发展提供了新的思路和方向。此外，虚拟制造技术对现代机械工程设计的强大作用使得其拥有了广阔的发展前景，必将对社会生产生活产生更深远的影响。
作者：黄岳阳 单位：广西强荣实业有限公司
参考文献:
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