摘 要：如今，计算机仿真技术的应用对人们的生活影响越来越大，计算机仿真技术不像柴米油盐一样对人们的生活有直接影响，但是少了它人们的生活就会缺失一份色彩。计算机仿真技术广泛用于国防、工业以及其他影响人们生活的各个领域。在各工程系统和项目建设之前的概念研究与系统的需求分析过程中，发挥着越来越重要的作用。
关键词：仿真技术；机械设计；应用
计算机仿真技术是借助计算机与相关软件，以多种学科和理论为基础，以计算机及其软件为工具对系统进行实验研究的理论和方法体系，问题的分析和解决是通过虚拟实验的方法达成的，是一门结合了多种学科和理论的综合性技术。计算机仿真技术作为一门技术科学是在20世纪末21世纪初。早期的计算机仿真又被称作蒙塔卡罗方法，是一门用随机数通过实验求解随机问题的方法。随着科技的发展科学与工业技术有了长足的发展之后而确定下来的，而且伴随着科学与工业技术的发展，计算机仿真技术随之发展。用自己特有的方式影响着人们的生活。计算机仿真主要经历了三个比较大的阶段，即模拟机仿真、模拟-数字混合机仿真和数字机仿真。
1 计算机仿真技术在机械制造行业的重要作用
机械制造业一般在国民经济中占有重要比重自70年代以来，全球性的市场竞争日益激烈，产品消费结构不断向多元化、个性化方向发展，产品的更新期和交货期都在缩短。计算机仿真技术是一门综合性强的技术，具有可靠、无破坏性、可多次重复、安全、经济、不受气候条件和场地区域限制等特点。但是实际操作系统不允许实验研究，具有费用过高、危险性高、周期较长。计算机仿真技术就是模型试验，仿真就是对显示系统的某一层次抽象属性的模仿。它可以使科研人员通过虚拟的样机实验得到准确可靠地设计方案，从而降低了失败率，在降低开发成本的同时，加快了产品的开发过程，顺利完成新产品的开发过程。如今在机械工程计算中，为了解决许多复杂系统的设计、分析和实验等诸多难题，都需要在计算机中建立真实系统的仿真模型，来分析实际系统的活动特征。在研发设计的初始阶段，设计人员只需用工具软件做不同的初始设计并建立起虚拟样机，就可以对现实的或者假设的系统进行仿真研究和试验了，监测和改进系统也很便利。其开发的方法具有开发周期短、节奏快、开发成本低、反馈信息迅速全面、容易掌握等特点。
2 计算机仿真的实现
计算机仿真技术实现的前提是建立符合实际的电脑数学模型和仿真模型，利用计算机对系统进行分析与研究的方法。这个过程涉及到图形学、几何造型学、数据处理技术和力学等知识的集合运用。仿真技术是有层次的，既要针对想要处理的客观系统的现实问题，又要针对提出处理者的各种需求层次来满足其不同的需要。
计算机处理这些将真实系统的实质抽象出来的数学模型，并输出这些模型的相关参数来展示真实系统的某些特质，这种展示也可以是具象的（如三维立体的）。三维立体模型具有更加直观清晰的特点，其特点被研究人员所采用。数学模型建立起来以后，计算机仿真的精度将由建模的精准程度来决定。所以建模程度越精准计算机的仿真程度就越准。其中出来的数据就越精准，就更便于进行研究。综上所述，要想实现计算机仿真大体上分为三个步骤。
2.1 模型的创建
通过编辑条件和约束条件的要求，根据要研究的目标或问题，首先需要建立起一个能够达到条件需求的可靠的、准确的计算机仿真系统。然后，运用相关学科的知识把这个系统通过数学表达式准确地阐述出来，阐述的内容就是计算机仿真的核心数学模型。
2.2 模型的变换
运用相关的、恰当的计算机算法和计算机语言，把抽象出来的模型通过数学表达式转换成计算机能够处理的形式，这种模型就是计算机方针的基础-仿真模型。实现这个过程，既可以根据自身需要研发一个新的系统，也可以把当下市面上已有的仿真软件拿来直接运用。
2.3 模型的实验
将创建的仿真模型输入电脑中，运行仿真模型会获取一系列的仿真结果，这就是模型的仿真实验。由于是按照先期设计的实验方案来运行的，所以仿真实验是一件很简单的事情。但是，仿真的结果又应该按照什么标准来衡量呢？这就需要具体辩析仿真结果的可靠性，检验仿真结果可靠性主要有两种方法（置信通道法和仿真过程的反向验证法）。
3 在机械设计制造行业中计算机仿真技术的广泛应用
3.1 在齿轮设计研究中的应用
齿轮是机械装备的主要基础零部件，作为其主要部件对其进行仿真研究具有重要意义，很多的科研工作者在这方面做了相关研究。如运用Visual lisp语言可以从几何角度研究齿轮任何端面齿形的建模和传动仿真；圆弧针齿行星传动的动力学研究也能运用电脑仿真技术；利用计算机仿真研究了影响正交面齿轮传动接触点的主要参数（包括主动齿轮与刀具齿数差、齿数比、模数等）；在齿轮泵的齿轮研发设计中也很好的应用了计算机仿真。计算机仿真技术在齿轮泵的齿轮设计与制造中，同样有着重要的应用。
3.3 在机械结构件设计方面的应用
机械产品要由大量的结构组装起来实现设定好的工艺动作，在进行新产品研发时，这些结构是否能正确地实现所设定的动作，结构与结构之间的运动是否配合得当，结构间是否存在干涉和干涉的部位，怎样选择各种结构组合方案来更好地满足设计标准，这些问题都需要借助计算机仿真来解决。大型的三维机械设计软件都会提供一个结构运动仿真的功能模块，在虚拟环境中设计好的装配体可以模拟演示结构的运动，要进行运动学的仿真只需要设定主运动件就可以了，还能从任何角度来观察，软件还能对结构的运动干涉进行检查，设计人员可以很方便地进行检查验证。
3.4 在复杂机械加工研究方面的应用
机械加工是机械设计制造行业的生产基础，使用计算机仿真有助于发现其深层次机理，为增强机械加工的性能和质量提供了强有力的理论支持。在数控加工中，利用计算机辅助数控加工模块编制CNC 机床的零件加工程序，用生成的图形信息或者数据通过转换变成控制指令，然后设置加工参数等。在磨削加工方面，依赖于磨削时间的变化来描述磨削过程的各个数学模型，这样生成的计算机仿真模型能够预先推测评估磨削的行为和质量，为磨削的过程最优化、智能控制、虚拟磨削创造了不可缺少的前提条件。
4 结束语
随着现代工业技术的迅猛发展，生产规模的不断壮大，生产过程和制作工艺的日趋复杂，对自动测试和各种信息集成的要求也就越来越高。数据采集系统的好坏将直接影响自动测试系统的可靠性和稳定性，为了满足不同的测试需求，以及减少对资源的浪费，在系统的设计上应该尽量满足通用性和可扩展性。在高度发展的当今社会中，科学技术的突飞猛进和生产过程的高度自动化已成为人所共知的必然趋势，而它们的共同要求是建立在有着不断发展与提高的信息工业基础。所以仿真技术的出现使人们从大量复杂的信息数据中利用科学分析、处理、加工、判断，进而认识和掌握自然社会和与科学技术之间的各种现象与其变化的规律，并通过相应的程序实现其解决的方法，从而更好的处理现实生活中难以解决的事情。
参考文献
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