淺談虛擬樣機技術農業(yè)機械中的實用性
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(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過程，節(jié)省材料、人力資源。
(2)仿真后能及時快速修改數據和設計圖紙，縮短時間，可重復仿真實驗修改，做到一次試制成功達到更高的質量要求，搶占市場先機。
(3)能適應當前以計算機為主要的辦公平臺需要，開展網絡化協(xié)同設計制造新模式，快速傳輸、交換數據和圖紙，實現由過去的串行設計制造過渡到并行設計制造的模式，提高創(chuàng)新機械設計生產效率。
2虛擬樣機技術應用現狀
2．1虛擬樣機技術應用現狀及常用軟件
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重并均有各自的優(yōu)勢和應用領域。
2．2我國虛擬樣機技術應用農機設計領域現狀分析
2．2．1兩種設計方式
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)分離設計等缺陷;后者時間明顯縮短，計算分析準確，靜態(tài)和動態(tài)結合優(yōu)化設計，試制物理樣機次數少，能保障質量優(yōu)，出新產品快，物料、人工成本較低，還可實現并行多公司同時設計生產后迅速組裝等優(yōu)點，因此新的設計開發(fā)過程明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的開發(fā)過程。
2．2．2虛擬樣機技術在農業(yè)機械中應用現狀特點
(1)農機企業(yè)發(fā)展存在滯后性虛擬樣機技術依托計算機技術而存在和發(fā)展，因此我國的農機設計行業(yè)計算機技術應用相對于其他如航空和汽車等設計制造業(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，農業(yè)機械類院校發(fā)展重視不夠，學習農業(yè)機械專業(yè)的積極性不高，導致農業(yè)機械專業(yè)院校投入不足、發(fā)展緩慢，因而高技術農機設計開發(fā)人才規(guī)模小，農機企業(yè)的銷售方式單一，銷售量及利潤低，技術人員待遇低，導致企業(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。農機企業(yè)上市較少，目前有一拖股份，吉峰農機等十余家上市公司，很多農機企業(yè)還是作坊式企業(yè)，科研和先進制造技術運用較少。因此制約了虛擬樣機技術的應用和推廣實踐。
(2)在農業(yè)機械裝備中的應用，在高校研究機構中逐漸形成團隊化，成果轉化步伐加快。如中國農業(yè)大學，華南農業(yè)大學，廣西大學，分別在不同的應用方向取得了顯著的效果，華南農業(yè)大學首次把虛擬樣機技術應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用，實現了整體設計方案的優(yōu)化;廣西大學對甘蔗收獲機整機及關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，建立了基于產品數據管理(PDM)的甘蔗收獲機可視化虛擬設計平臺，涉及整個產品生命周期的描述、控制和管理，基于虛擬樣機技術的農業(yè)機械裝備正逐漸從對虛擬樣機模型的理論研究指導物理樣機試制階段發(fā)展到產品化生產階段，并取得了一定的經濟效益。另外如山東農業(yè)大學，華南理工大學、沈陽農業(yè)大學等學校的學者們也致力于研究這項技術在農機設計制造中應用與推廣實踐。
(3)國內的研究者越來越多，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的實現，李寒杰在虛擬樣機技術及其在工程機械領域的應用中構建了研究平臺，王朝娜等通過比較傳統(tǒng)產品開發(fā)模式和基于虛擬樣機技術的產品開發(fā)模式的不同來說明虛擬樣機技術在我國農業(yè)裝備中的應用及發(fā)展前景。李勇等將虛擬樣機技術應用在小型農用裝載機設計中的，利用Solid－Works設計裝載機虛擬樣機的過程，實現了設計制造周期不足兩個月。馬斌強等闡述了虛擬樣機技術的內涵和特點，并結合農業(yè)機械系統(tǒng)的特點，概述了虛擬樣機技術在農業(yè)機械領域中應用的情況。馬少輝，韓勇總結了虛擬樣機在農機設計中應用存在四個方面的制約因素。李杰等展望了農業(yè)機械虛擬樣機設計發(fā)展方向:①多柔體系統(tǒng)的建模與仿真技術;②協(xié)同仿真技術;③多目標(學科)設計優(yōu)化技術。還有馬少輝、王剛、陸林、李霞、李勇、王凱湛、張布、蘇中濱等很多學者、專家都在為虛擬樣機技術在農業(yè)機械設計生產中的應用做出了貢獻，并取得了一定成果。這些科技工作者的辛勤勞動和努力，使虛擬樣機技術更加快速的應用和普及到農機設計制造的各個環(huán)節(jié)及各類農機的設計生產中。
3虛擬樣機技術對農業(yè)機械設計助推作用
任何一項技術的誕生對社會發(fā)展都會起到一定推動作用，虛擬樣機技術對航空、汽車等行業(yè)的促進作用已經凸顯，它在農機設計與制造領域中的應用已經起步，隨著我國現代化進程加快，應用的科研機構、企業(yè)不斷增多，領域日益廣泛，正是由于科研機構的應用，培養(yǎng)出了大量的相關技術人才，企業(yè)的實踐已不再限于實驗室。我國近幾年農機企業(yè)和研發(fā)機構發(fā)展也在提速，國家的農機補貼政策落實，勞動強度減少，我國社會財富積累增加，使農機的購買力增強;航空、汽車行業(yè)的發(fā)展帶動，給農機企業(yè)的擴張?zhí)峁┝藙恿?企業(yè)競爭加劇，因此運用新技術新工藝的欲望和可行性也在提升，這推動了虛擬樣機技術在農機設計中的運用和推廣。這種推動作用會促使農機的設計制造更快更好的發(fā)展，由我國現階段的農機制造大國成為農機設計制造強國邁進早日變?yōu)楝F實，真正實現農機設計制造的現代化。推動作用會使農機的設計呈現以下特點:①發(fā)展和創(chuàng)新設計速度更快;②規(guī)模增大，應用程度更深;③由單個的設計變?yōu)槎鄠€設計同時進行的協(xié)同設計;④單機的模擬仿真變?yōu)槎鄼C的系統(tǒng)仿真;⑤創(chuàng)新設計和優(yōu)化設計必然。
4結語
進入21世紀以來，我國現代化進程加快，需要農機業(yè)新技術應用快速發(fā)展。農業(yè)部稱，2012年全國農機總動力邁上10億千瓦臺階，預計達到10．2億千瓦，同比增長4．3%。大中型拖拉機預計達到490萬臺，同比增長11．2%。農機工業(yè)總產值突破3000億元，成為世界農機制造大國?？焖侔l(fā)展催生創(chuàng)新技術的發(fā)展，企業(yè)向速度、質量要效益，以技術、人才作支撐。因此虛擬樣機技術應用到農業(yè)機械中，就會達到以上所追尋的目標，虛擬技術作為國家“十二五”科技發(fā)展重點，有益助推農業(yè)機械化的發(fā)展，使我國農機設計制造業(yè)的發(fā)展早日實現3D打印、虛擬化、信息化、并行化、智能化、數控化的中國夢。
作者：黎運宇單位：廣西民族師范學院物理與電子工程系西南林業(yè)大學機械與交通學院
