李憲才

摘 要：近年來，我國制造業(yè)開始逐漸向國際化水準靠攏，隨之而來的市場競爭也日趨激烈，使得新形勢下市場環(huán)境將迎接新的機遇和嚴峻挑戰(zhàn)。市場對機械產(chǎn)品的原材料、質(zhì)量、性能、價格、外觀設計等方方面面都提出了更豐富的高標準需求，因此提升生產(chǎn)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，不斷滿足全球需求、變化需求和環(huán)保需求，這也是我國作為制造業(yè)需要完成的一大壯舉。不斷提升制造業(yè)的生產(chǎn)水平，加快社會經(jīng)濟發(fā)展的腳步，機械是必不可少的條件，那么深入研究現(xiàn)代機械設計理論方法和應用比以往任何時候都迫在眉睫。該文針對新型機械設計理論和基本原理在汽車工程方面進行一系列的研究，還探討了該理論在汽車工程方向上的應用。

關鍵詞：機械設計 新型理論 汽車工程 研究應用

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（a）-0122-02

1 新型機械設計現(xiàn)狀

機械是我國制造產(chǎn)業(yè)不可或缺的部分，特別是應用在人類生產(chǎn)生活中的一些十分關鍵的機械化生產(chǎn)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學的進步，機械設備也在不斷豐富和發(fā)展，把人類從繁重或危險的勞作中解救出來。目前，雖然我國在機械設計和理論上都有很大的進步，可是對于少數(shù)問題的解決還存在著很大的不足，這就要求機械設計研究者進行大量實驗并對實際問題展開深度研究。

七年前，我國制造業(yè)的工業(yè)增加值已經(jīng)躋身世界第二的位置，進一步證明我國儼然可稱作制造大國，但這并不意味著我國就是制造業(yè)強國，兩者之間是量和本質(zhì)的根本差異。我國的機械設備和產(chǎn)品即沒有真正形成自主知識產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品的制造和設計水平也遠遠落后于發(fā)達國家，而且在產(chǎn)品的功能等方面更是嚴重缺乏創(chuàng)新性。

1949年后我國的機械設計水平開始有了長足的發(fā)展，但依然無法與發(fā)達的德、美、日等工業(yè)強國媲美，依然處于落后地位。這種長時間的落后現(xiàn)狀也正說明了我國在機械產(chǎn)品方面的設計理論、方法以及技術(shù)領域極度缺乏創(chuàng)新性，另一方面也預示發(fā)展我國機械產(chǎn)品現(xiàn)代設計理論方法研究的重要性和緊迫性。所以，一定要加強深化現(xiàn)代設計理論方法的探索研究，把現(xiàn)代設計理念全面應用于到我國的制造業(yè)當中去。

2 新型機械設計發(fā)展意義

2.1 個人利益需求。

從生產(chǎn)者的個人利益而言，機械的設計與制造應為其帶來可觀的收益，這是機械設計與制造的動力之一。

2.2 社會的需求。

機械設計需要體現(xiàn)對生產(chǎn)力的提高作用，體現(xiàn)在新的經(jīng)濟條件下新的生產(chǎn)形式或表現(xiàn)。

因此，新型機械的設計需要社會的需求和個人利益兩方面的動力。但并非每一項新型機械的設計都能滿足社會的發(fā)展需求和個人的利益要求。因此，如何設計出既符合時代要求，體現(xiàn)時代特征，又能促進經(jīng)濟發(fā)展的機械是每一個機械設計者都要思考和著重解決的問題，也是實現(xiàn)個人利益的決定因素。

3 機械設計理論的發(fā)展方向

隨著市場需求的多元化與產(chǎn)品質(zhì)量標準的不斷提高，我國現(xiàn)代機械設計理論方法的發(fā)展也在不斷的發(fā)生變化。總而言之，我國現(xiàn)代機械設計理論理念和方法未來需要在這些方向上貫徹執(zhí)行：第一，在功能上要實現(xiàn)高精度、高效率、智能化；在外觀操控上要實現(xiàn)輕量型、多便捷性；在層次上重點發(fā)展集成化。

具體來說，我國現(xiàn)代機械設計理論方法的發(fā)展對象由單機走向了系統(tǒng)，設計的根本訴求由一個個小目標的實現(xiàn)不斷走向眾多大目標的達成，進而減少產(chǎn)品設計的時間；設計應用的領域也由單一化延伸到更多領域；產(chǎn)品設計由自由發(fā)展走向了有條不紊地發(fā)展；設計工作的人員從一個人走向了團隊化。

4 機械設計理論在汽車工程上的研究

4.1 汽車工程概述

隨著工業(yè)革命的發(fā)展，人類歷史上出現(xiàn)了第一輛汽車，近年來，伴隨汽車工業(yè)的異軍突起，汽車作成為當今社會生活必不可少的一部分，已經(jīng)被廣泛普及。汽車帶來的出行或運輸便捷性提高了人們的生活質(zhì)量，加快了生活節(jié)奏，更為人類文明的發(fā)展和進步產(chǎn)生了巨大影響。但是，在之前的幾十年中即便我國的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)發(fā)生了巨大的進步，可當下的科學技術(shù)水平依然還存在局限性，對于汽車的研究在各方面還需要更進一步的提高。新型機械設計理論以及一些基本原理在汽車工程方面有著很大的研究方向，并且對其有著一定的推動作用。

4.2 機械設計理論應用于汽車工程上的意義

汽車工業(yè)的發(fā)展也是一個國家制造業(yè)前進的有力代表，并直接影響該國家制造業(yè)的發(fā)展進程。在一定意義上講，汽車工業(yè)不僅是最廣泛的一種工業(yè)，還是最新技術(shù)的最大載體。舉個例子，有些航空、航天領域的高新技術(shù)只有通過汽車工程工業(yè)才能夠更好的轉(zhuǎn)化形成規(guī)模型的產(chǎn)業(yè)，這就說明新型機械設計理論及基本原理在汽車工程、工業(yè)上有著很大的促進作用。隨著社會發(fā)展，對于汽車工程技術(shù)的研究有著越來越高的標準，這也迫切需要研究工作將機械設計理論揉入汽車工業(yè)，推動汽車工業(yè)的發(fā)展。

在實際生活當中，對于汽車工程的研究歸根結(jié)底是技術(shù)方面上的研究，技術(shù)研究又離不開實際操作方向上的研究，這些實際操作上的研究與機械設計的基本理論有著密不可分的關系，甚至有些實際操作有著很強的密切性。比如汽車的噪聲、振動等研究，同時這些實際操作對于這些問題的解決有著很好的作用效果。

5 新型機械設計理論在汽車工程上的應用

5.1 在汽車工程噪聲和振動上的應用

汽車是企業(yè)生產(chǎn)、人們生活和商業(yè)運行各方各面必不可少的交通工具。汽車各個零部件是否能高效、安全運轉(zhuǎn)，是否能夠促進運輸?shù)母咝О踩M行，關乎人門的衣食住行和交通安全。如果汽車零部件或者其他重要設備一旦出現(xiàn)問題，那么就勢必會對汽車的安全造成影響從而給人們出行帶來威脅。汽車無法正常行駛，甚至會產(chǎn)生故障，故障性振動就是其中一大問題。

車輛工作條件下乘客感受到的噪聲、振動和聲振粗糙度，是判斷汽車質(zhì)量的一個綜合性指標。這項指標分析是評價汽車舒適性的又一項十分重要的指標，直接關系到了汽車產(chǎn)品的市場形象。減少以上現(xiàn)象的最簡單的辦法就是避免輸入載荷頻率和結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率接近，可以利用頻率分布表完成這一工作，不僅有助于對振動頻率進行匹配，用于消除振動過程中出現(xiàn)的耦合現(xiàn)象，還有利于改善產(chǎn)品的振動特性，從而可以大大降低汽車的噪聲及振動。利用NVH分析可以預先得到新開發(fā)車型性能指標，還能對設計以及制造等各個環(huán)節(jié)進行更好的優(yōu)化和完善。該分析不管從設計成本上，還是從開發(fā)周期上，都為設計新型車型提供了很好的保障。

5.2 在汽車結(jié)構(gòu)強度與模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的應用

在世界經(jīng)濟和社會全面發(fā)展的趨勢下，節(jié)能、舒適、降低排放和提高安全性已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)、性能和技術(shù)的一個關鍵研發(fā)方向。車身輕量化發(fā)展主要優(yōu)化汽車框架和結(jié)構(gòu)、車身制造上采用高強度低密度材料，如高強度和汽車高強度板料兩個方向。車身是車的主要組成，車身必須有很好的強度從而保證車的壽命，以足夠的剛度來保證車的裝備與使用要求。在機械創(chuàng)新設計與檢測技術(shù)中，機械有限元分析的方法能夠有效地滿足上述車身的設計，其主要應用體現(xiàn)在兩方面：一方面是在汽車設計中對結(jié)構(gòu)件、主要機械零件的強度、剛度和穩(wěn)定性進行分析：另一方面是在汽車結(jié)構(gòu)分析中通常采用有限元法來進行各構(gòu)件的模態(tài)分析，同時在計算機上可以清晰地觀看各構(gòu)件的振動模態(tài)，這就為結(jié)構(gòu)的動態(tài)設計提供了方便。因此說有限元分析的方法在汽車結(jié)構(gòu)上的應用提高了車身設計水平。

6 結(jié)語

機械設計的基本原理以及設計理論在制造等產(chǎn)業(yè)有著很好的應用前景，特別是在汽車工程方面，絕對發(fā)揮著良好的效果，不僅對汽車工程技術(shù)和實際操作上的研究有貢獻，還對汽車工程、設計上的具體應用起到推動作用，對于汽車工程的發(fā)展有著積極效果，對社會發(fā)展也有著深刻的促進意義。

參考文獻

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