淺談虛擬樣機技術(shù)農(nóng)業(yè)機械中的實用性
前言：本站為你精心整理了淺談虛擬樣機技術(shù)農(nóng)業(yè)機械中的實用性范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。
(1)能減少大量的人工計算工作，避免多次試制零部件及機構(gòu)過程，節(jié)省材料、人力資源。
(2)仿真后能及時快速修改數(shù)據(jù)和設(shè)計圖紙，縮短時間，可重復(fù)仿真實驗修改，做到一次試制成功達(dá)到更高的質(zhì)量要求，搶占市場先機。
(3)能適應(yīng)當(dāng)前以計算機為主要的辦公平臺需要，開展網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計制造新模式，快速傳輸、交換數(shù)據(jù)和圖紙，實現(xiàn)由過去的串行設(shè)計制造過渡到并行設(shè)計制造的模式，提高創(chuàng)新機械設(shè)計生產(chǎn)效率。
2虛擬樣機技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
2．1虛擬樣機技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及常用軟件
仿真軟件如ADAMS(Aut01natjcDynamicAnal-ysisofMechanicalSystem)、DADS、SIMPACK、ANSYS、WorkingModel、SolidWorks、IDEAS、PHOERNIS(Para-bolicHyperbolicOrEllipticNumericalIntegrationCodeSeries)、SIMILINK等，這些軟件的功能各有側(cè)重并均有各自的優(yōu)勢和應(yīng)用領(lǐng)域。
2．2我國虛擬樣機技術(shù)應(yīng)用農(nóng)機設(shè)計領(lǐng)域現(xiàn)狀分析
2．2．1兩種設(shè)計方式
前后兩種方式比較:前者受試驗室外環(huán)境影響，存在用時長，材料和人工費高，靜態(tài)和動態(tài)分離設(shè)計等缺陷;后者時間明顯縮短，計算分析準(zhǔn)確，靜態(tài)和動態(tài)結(jié)合優(yōu)化設(shè)計，試制物理樣機次數(shù)少，能保障質(zhì)量優(yōu)，出新產(chǎn)品快，物料、人工成本較低，還可實現(xiàn)并行多公司同時設(shè)計生產(chǎn)后迅速組裝等優(yōu)點，因此新的設(shè)計開發(fā)過程明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的開發(fā)過程。
2．2．2虛擬樣機技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中應(yīng)用現(xiàn)狀特點
(1)農(nóng)機企業(yè)發(fā)展存在滯后性虛擬樣機技術(shù)依托計算機技術(shù)而存在和發(fā)展，因此我國的農(nóng)機設(shè)計行業(yè)計算機技術(shù)應(yīng)用相對于其他如航空和汽車等設(shè)計制造業(yè)有一定的滯后性，原因有以下幾點:由于行業(yè)的資金實力不夠，農(nóng)業(yè)機械類院校發(fā)展重視不夠，學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)機械專業(yè)的積極性不高，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械專業(yè)院校投入不足、發(fā)展緩慢，因而高技術(shù)農(nóng)機設(shè)計開發(fā)人才規(guī)模小，農(nóng)機企業(yè)的銷售方式單一，銷售量及利潤低，技術(shù)人員待遇低，導(dǎo)致企業(yè)壯大困難，缺少足夠的資金投入研發(fā)，引進、留住人才困難。農(nóng)機企業(yè)上市較少，目前有一拖股份，吉峰農(nóng)機等十余家上市公司，很多農(nóng)機企業(yè)還是作坊式企業(yè)，科研和先進制造技術(shù)運用較少。因此制約了虛擬樣機技術(shù)的應(yīng)用和推廣實踐。
(2)在農(nóng)業(yè)機械裝備中的應(yīng)用，在高校研究機構(gòu)中逐漸形成團隊化，成果轉(zhuǎn)化步伐加快。如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣西大學(xué)，分別在不同的應(yīng)用方向取得了顯著的效果，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)首次把虛擬樣機技術(shù)應(yīng)用到機械手的研究中，并相繼開展機械手在水稻拋秧機和水果采摘機器人等方面的應(yīng)用，實現(xiàn)了整體設(shè)計方案的優(yōu)化;廣西大學(xué)對甘蔗收獲機整機及關(guān)鍵部件的虛擬樣機模型進行了一系列連續(xù)深入的研究后，建立了基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)的甘蔗收獲機可視化虛擬設(shè)計平臺，涉及整個產(chǎn)品生命周期的描述、控制和管理，基于虛擬樣機技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械裝備正逐漸從對虛擬樣機模型的理論研究指導(dǎo)物理樣機試制階段發(fā)展到產(chǎn)品化生產(chǎn)階段，并取得了一定的經(jīng)濟效益。另外如山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，華南理工大學(xué)、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)等學(xué)校的學(xué)者們也致力于研究這項技術(shù)在農(nóng)機設(shè)計制造中應(yīng)用與推廣實踐。
(3)國內(nèi)的研究者越來越多，并取得了一定成果。龐思紅等完成了液壓挖掘機虛擬樣機技術(shù)的實現(xiàn)，李寒杰在虛擬樣機技術(shù)及其在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)用中構(gòu)建了研究平臺，王朝娜等通過比較傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式和基于虛擬樣機技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)模式的不同來說明虛擬樣機技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)裝備中的應(yīng)用及發(fā)展前景。李勇等將虛擬樣機技術(shù)應(yīng)用在小型農(nóng)用裝載機設(shè)計中的，利用Solid－Works設(shè)計裝載機虛擬樣機的過程，實現(xiàn)了設(shè)計制造周期不足兩個月。馬斌強等闡述了虛擬樣機技術(shù)的內(nèi)涵和特點，并結(jié)合農(nóng)業(yè)機械系統(tǒng)的特點，概述了虛擬樣機技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域中應(yīng)用的情況。馬少輝，韓勇總結(jié)了虛擬樣機在農(nóng)機設(shè)計中應(yīng)用存在四個方面的制約因素。李杰等展望了農(nóng)業(yè)機械虛擬樣機設(shè)計發(fā)展方向:①多柔體系統(tǒng)的建模與仿真技術(shù);②協(xié)同仿真技術(shù);③多目標(biāo)(學(xué)科)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)。還有馬少輝、王剛、陸林、李霞、李勇、王凱湛、張布、蘇中濱等很多學(xué)者、專家都在為虛擬樣機技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計生產(chǎn)中的應(yīng)用做出了貢獻(xiàn)，并取得了一定成果。這些科技工作者的辛勤勞動和努力，使虛擬樣機技術(shù)更加快速的應(yīng)用和普及到農(nóng)機設(shè)計制造的各個環(huán)節(jié)及各類農(nóng)機的設(shè)計生產(chǎn)中。
3虛擬樣機技術(shù)對農(nóng)業(yè)機械設(shè)計助推作用
任何一項技術(shù)的誕生對社會發(fā)展都會起到一定推動作用，虛擬樣機技術(shù)對航空、汽車等行業(yè)的促進作用已經(jīng)凸顯，它在農(nóng)機設(shè)計與制造領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)起步，隨著我國現(xiàn)代化進程加快，應(yīng)用的科研機構(gòu)、企業(yè)不斷增多，領(lǐng)域日益廣泛，正是由于科研機構(gòu)的應(yīng)用，培養(yǎng)出了大量的相關(guān)技術(shù)人才，企業(yè)的實踐已不再限于實驗室。我國近幾年農(nóng)機企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)發(fā)展也在提速，國家的農(nóng)機補貼政策落實，勞動強度減少，我國社會財富積累增加，使農(nóng)機的購買力增強;航空、汽車行業(yè)的發(fā)展帶動，給農(nóng)機企業(yè)的擴張?zhí)峁┝藙恿?企業(yè)競爭加劇，因此運用新技術(shù)新工藝的欲望和可行性也在提升，這推動了虛擬樣機技術(shù)在農(nóng)機設(shè)計中的運用和推廣。這種推動作用會促使農(nóng)機的設(shè)計制造更快更好的發(fā)展，由我國現(xiàn)階段的農(nóng)機制造大國成為農(nóng)機設(shè)計制造強國邁進早日變?yōu)楝F(xiàn)實，真正實現(xiàn)農(nóng)機設(shè)計制造的現(xiàn)代化。推動作用會使農(nóng)機的設(shè)計呈現(xiàn)以下特點:①發(fā)展和創(chuàng)新設(shè)計速度更快;②規(guī)模增大，應(yīng)用程度更深;③由單個的設(shè)計變?yōu)槎鄠€設(shè)計同時進行的協(xié)同設(shè)計;④單機的模擬仿真變?yōu)槎鄼C的系統(tǒng)仿真;⑤創(chuàng)新設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計必然。
4結(jié)語
進入21世紀(jì)以來，我國現(xiàn)代化進程加快，需要農(nóng)機業(yè)新技術(shù)應(yīng)用快速發(fā)展。農(nóng)業(yè)部稱，2012年全國農(nóng)機總動力邁上10億千瓦臺階，預(yù)計達(dá)到10．2億千瓦，同比增長4．3%。大中型拖拉機預(yù)計達(dá)到490萬臺，同比增長11．2%。農(nóng)機工業(yè)總產(chǎn)值突破3000億元，成為世界農(nóng)機制造大國。快速發(fā)展催生創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)向速度、質(zhì)量要效益，以技術(shù)、人才作支撐。因此虛擬樣機技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械中，就會達(dá)到以上所追尋的目標(biāo)，虛擬技術(shù)作為國家“十二五”科技發(fā)展重點，有益助推農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，使我國農(nóng)機設(shè)計制造業(yè)的發(fā)展早日實現(xiàn)3D打印、虛擬化、信息化、并行化、智能化、數(shù)控化的中國夢。
作者：黎運宇單位：廣西民族師范學(xué)院物理與電子工程系西南林業(yè)大學(xué)機械與交通學(xué)院
