虚拟样机技术在机械设计中的应用.pdf

以在虚拟环境中提供物理系统行为的密切表示，从而使用户能够在安全和经济高
效的方式中进行实验、预测和分析数据。在机械设计过程中，借助虚拟样机技术，
可以提高机械产品的实际性能，如外观、空间关系，以及运动学和动力学特性，
是提高机械设计效率与可靠性的重要支承技术。为了进一步扩大虚拟样机技术在
机械设计中的应用与发展，文章结合虚拟仿真技术特点，重点研究虚拟样机技术

在机械设计中的应用，以供相关人士参考。

关键词：虚拟样机技术；机械设计

引言

虚拟样机技术是一门新兴学科，是在计算机、信息技术的鼎力支持下，实现
机械、设备在很少人甚至无人的情况下，能够正常的运行，并顺利完成预期任务

的技术。其中，以信息技术与微电子技术为主要。从本世纪20年代开始，在冷
轧工艺中逐步应用了虚拟样机技术。伴随着虚拟样机技术的发展，机械制造业的
自动化程度也在不断提高，其应用也日益广泛，使机械设计制造的生产质量和工
作效率都有了明显提高，并且大幅度减少了人工费用，因此，可以有效提高人们

通过机械认识和改造世界的能力。

1虚拟仿真技术特点

①沉浸性。沉浸性又被称为“真实性”，主要是保证用户的听觉、视觉和触
觉与真实的环境隔离，处于计算机营造的虚拟环境中，带给用户一种沉浸式感受，
实现用户置身其中的应用效果。沉浸性主要体现在视觉沉浸（通过３Ｄ模型、虚
拟现实设备等技术手段，让用户的视觉感受完全融入到虚拟环境中，感觉自己置
身于一个真实的环境之中）、听觉沉浸（通过音效、语音识别等技术手段，让用
户感觉自己置身于真实的环境中，听到来自虚拟环境中的声音和声音的变化）、
触觉沉浸（通过触觉反馈装置、力反馈设备等技术手段，让用户感觉到虚拟环境
通过信息输入设备与虚拟环境进行信息交互，并可以得到虚拟环境的相关信息反
馈的能力。通过交互性，用户可以与虚拟环境进行实时的双向信息交互，使虚拟
环境更具有灵活性和可操作性。③构想性。构想性是指用户基于沉浸性和交互性
对虚拟场景产生想象，对概念和理论得到提升与转变，是前两种性质的高效表现
形式之一。

2虚拟样机技术在机械设计中的应用

2.1自动化中的数控技术应用

现代化信息技术手段的有效运用，以及计算机软件自动编程工作的有效推进，
都能够很好地为数控加工与生产工作的有效推进，提供强有力的基础支撑与引导。
合理的控制机械化设备的加工与生产，能够真正意义上的满足机械设计制造自动
化的基本需求。尤其是在具体的机械设计制造工作中，计算机的辅助软件应用，
能够很好地提升数控系统应用的价值，提供强有力的帮助与引导。也正是因为互
联网信息技术手段是一项相对复杂的存在，才需要工作人员在虚拟的数据信息网
络环境中，将各种机械产品的尺寸、结构、形状等进行精准的设计与展示，这样
也能够极大层面上的方便之后机械化设备应用的优势与价值提升。在完善的图纸
设计与修正过程中，工作人员还应该积极地加强对相关技术手段的有效使用，这
样也能够真正意义上的为机械生产工作的精准性与有效性提升，提供强有力的帮
助与引导。在实际应用中，数控技术需要借助原来所采用的加工方法才能更好地
进行工作。数控技术能够让整个加工过程更加精确、标准化。采用数控技术，这
能极大地减少财政费用，减少人为犯错。但在实践中，因数控化的需求，为了保
证产品品质，往往要进行反复的工作。数控化技术还可以实现产品加工中的自动

化设计，降低了机械工作时间，从而提高了工作效率。

2.2集成化模式中的应用

集成化模式是一套以计算机为基础，以最简便的方式将不同技术以最大限度
整合在一起的自动化模式。集成化模式指的是运用有关技术对企业生产过程的工
艺流程进行优化，对流程进行合理的简化，并遵循系统的原则，对总能力进行相
相融合，构成了一个完整的生产体系，能够对企业发展、产品研发、生产技术创
新、生产质量监控等方面进行科学地推动。当前，我国有关技术的研究和开发，
也在逐渐对自动化技术的具体工作进行改进。在未来，集成化模式在机械设计制
造领域的发展将会更加完善，对企业发展也会起到巨大的作用。

2.3多元化自动化中的应用

从多元化视角去看待虚拟化，它将是未来机械设计制造及自动化应用技术的
主打方向，例如说：多媒体应用技术、控制理论技术，智能化应用技术等等技术，
这些都有很强的专业技术性，这些学科也会有很多交叉的地方。表面上，机械制
造只是通过机械设备来保证一些机器能够运行从而减少人工力量，但实际上，机
械制造及自动化应用技术的虚拟应用是利用计算机技术、信息技术来仿照人工操
作整个流程的正常运行，这种仿真流程表面上看确实有很多好处，但实际上也存
在很多风险，因为是虚拟性，所以在操作过程中很多过程都无法把控，也无法去
保障所运作的机器不出现问题，这时就需要我们机械制造及自动化应用技术能够
成熟，