浅谈计算机仿真在机械的应用

浅谈计算机仿真在机械上的应用

李思宏

(重庆交通大学，重庆402247)

摘要：如今计算机仿真技术在机械上有着广泛的应用，计算机仿真已然成为热门。本文用综述的形式简要介绍了计算机仿真的概念、机械生产现状及计算机仿真在机械各个领域的应用，并给出了一个计算机仿真的实例——有限元建模的过程。希望读者能够对计算机仿真有能够有一定的了解，理解这种分析手段在当今机械生产中有着广泛应用的原因。

关键词：计算机仿真机械综述

Application of Computer?Simulation in the?Machinery

Li Si-hong

(Chongqing Jiaotong university,Chongqing402247)

Abstract: Nowadays,?the computer simulation technology?in the machinery has been widely used,?the computer simulation?has?become a hot.?This paper?summarizes?the form?briefly introduced?the production status and?the mechanical?concept of?computer,?computer simulation?of mechanical simulation?in?various fields,?and gives?a process?computer?simulation examples?--?finite element?modeling.?I hope the reader will?on?computer simulation?has?to have a certain degree of understanding,?the understanding of?this kind of?analysis?techniques are?widely applied?in modern?machinery?production.

Keywords:computer simulationmachineryoverview

0序言

随着科技的发展，当今机械工程较传统机械有了较大的改变，其中显而易见的就是计算机仿真技术在各个方面上都得到了广泛的应用。作者从计算机仿真的概述和当今机械生产的现状入手，介绍了计算机仿真在机械的各个领域的作用，并给出了一个计算机仿真的实例。

1计算机仿真

计算机仿真是应用电子计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿。它是一种描述性技术，是一种定量分析方法。通过建立某一过程和某一系统的模式，来描述该过程或该系统，然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征，从而得出数量指标，为决策者提供有关这一过程或系统得定量分析结果，作为决策的理论依据。(1)

计算机仿真是用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统(尤其是复杂系统)的重要工具。

仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界的某一层次的问题做出决策。仿真是一个相对概念，任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近。仿真是有层次的，既要针对所欲处理的客观系统的问题，又要针对提出处理者的需求层次，否则很难评价一个仿真系统的优劣。

2机械生产现状

机械生产正向着高速、高效、轻量化、自动化和精密的方向快速发展，而产品结构更加复杂，因此这让机械设计有了更大的困难，要求也越高。与此同时，随着人们生活水平质的飞跃，机械的运转更加安全环保成为了一个重要课题。机械动态设计有了现代的设计方法，通过动力学建模获得相应的动态特性数学模型，有了很多成熟方法，如机械机能解析建模法、机械结构动力分析有限元建模法、传递矩阵建模法、试验模态分析建模法、试验模态分析建模法和机械结构动力学混合建模法。(2)这各种建模都属于运用计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿，即计算机仿真技术。

3计算机仿真在机械上的应用

3.1在机械加工上的应用

在大型的机械工厂中，其生产过程分为设计、制造、工艺、管理、组装和检验这六个部分。计算机仿真在这六个方面上均有体现。在此者六个方面上主要讨论计算机仿真在工艺(加工)上的应用。

机械加工过程，是机械行业进行生产