婁陽洋

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機械設(shè)計技術(shù)變得越來越成熟和完善。在當(dāng)前社會發(fā)展形勢下，我國機械設(shè)計技術(shù)變得越來越智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化等?；诖?，本文對機械設(shè)計技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行了深入研究，首先對我國機械設(shè)計技術(shù)的運用現(xiàn)狀進行了分析，然后詳細闡述了我國機械設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢，包括微型化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化等，具有重要意義。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計技術(shù) 運用現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）07（b）-0029-02

1 我國機械設(shè)計技術(shù)的運用現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的運用現(xiàn)狀

在現(xiàn)代機械設(shè)計中，有限元設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計時非常重要的設(shè)計技術(shù)。其中，有限元設(shè)計，本質(zhì)上就是一種數(shù)值計算方法，在現(xiàn)代工程設(shè)計分析中常常會運用有限元設(shè)計技術(shù)，隨著計算機技術(shù)水平的不斷提高，在整個機械設(shè)計領(lǐng)域中，有限元設(shè)計技術(shù)的運用變得更為深化和廣泛。有限元設(shè)計技術(shù)的重要思想，就是協(xié)調(diào)條件求解、有限節(jié)點銜接、結(jié)構(gòu)離散法。對于有限元設(shè)計技術(shù)來說，節(jié)點數(shù)量是固定的，在對有限元設(shè)計技術(shù)進行運用，進行有關(guān)機械設(shè)計時，只要將實際情況作為依據(jù)，對單元數(shù)目進行改變，便能夠?qū)C械設(shè)計的準確度進行有效調(diào)整，同時能夠和機械產(chǎn)品的實際解進行無限接近。有限元設(shè)計技術(shù)中包含多種學(xué)科自身，如高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、工程力學(xué)等，在求解非線性問題和非穩(wěn)態(tài)問題、分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)動力等，可以運用有限元設(shè)計技術(shù)。而高等數(shù)學(xué)中的線性規(guī)劃理論是優(yōu)化設(shè)計學(xué)科的理論基礎(chǔ)，計算機數(shù)值程序設(shè)計時主要技術(shù)支撐。根據(jù)最優(yōu)化思想，現(xiàn)代機械設(shè)計技術(shù)變得越來越成熟和完善。在進行機械設(shè)計過程中，為能夠進行合理的機械設(shè)計，應(yīng)運用現(xiàn)代計算機技術(shù)、數(shù)學(xué)優(yōu)化思維，優(yōu)化分析各種機械設(shè)計方案，以能夠獲取最佳的設(shè)計方案，同時能夠?qū)Χ喾N復(fù)雜問題進行有效解決。在對優(yōu)化設(shè)計技術(shù)進行應(yīng)用過程中，必須要對一些重要內(nèi)容進行全面考慮，包括機械設(shè)計方法、現(xiàn)代計算機技術(shù)、機械設(shè)計標準、機械設(shè)計理論、數(shù)學(xué)規(guī)劃要求等，這樣才能夠?qū)ψ顑?yōu)化的機械產(chǎn)品進行設(shè)計和制造。

1.2 常規(guī)設(shè)計技術(shù)的運用現(xiàn)狀

現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)發(fā)展、運用、學(xué)習(xí)的主要基礎(chǔ)就是模型實驗設(shè)計、經(jīng)驗設(shè)計、理論設(shè)計，它們和設(shè)計費用、技術(shù)含量、設(shè)計安全性之間的關(guān)系是非常密切的。一般來說，在對前人工作中的失誤、成就、實驗數(shù)據(jù)進行總結(jié)后，便能夠形成理論設(shè)計。有關(guān)機械研究人員通過進一步系統(tǒng)化、規(guī)范化整理分析前人的設(shè)計情況后，能夠形成理論性更強、可以傳承的理論設(shè)計技術(shù)。例如：在設(shè)計簡單受拉桿件的強度時，應(yīng)從以下3點著手進行：第一，根據(jù)有關(guān)機械設(shè)計公式、機械原理，計算、分析和求解桿件的橫截面積。第二，運用其他有關(guān)機械設(shè)計方法，驗證和檢驗桿件的橫截面積，進而能夠?qū)U件橫截面積計算的精準性進行最大程度保證。第三，通過對強度計算公式進行運用，計算出驗證數(shù)值，進行又一次的審核和校對。對于理論設(shè)計技術(shù)，校對核查法則、恒定公式計算是其主要遵循內(nèi)容，但是這和變化多段的額實際情況并不能后完全相符合。在機械設(shè)計時，要想有效控制機械的安全系數(shù)，其難度是非常高的，進而不能夠設(shè)計出安全性能較高的機械產(chǎn)品。機械工作設(shè)計人員在工作期間不斷積累出來的直接經(jīng)驗、從書本知識中學(xué)習(xí)到的間接經(jīng)驗，極為經(jīng)驗設(shè)計技術(shù)。特征顯著的零部件設(shè)計時經(jīng)驗設(shè)計技術(shù)的主要對象，包括結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、變化不大的箱體、機架等。隨著我國社會科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進度，機械設(shè)計產(chǎn)品變得越來越復(fù)雜，市場對機械產(chǎn)品的技術(shù)含量提出越來越高的要求，在這種情況下，出現(xiàn)了現(xiàn)代機械設(shè)計，且逐漸取代經(jīng)驗設(shè)計技術(shù)。

當(dāng)設(shè)計尺寸偏大、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的重型整體機械零件時，常常會選用模型實驗設(shè)計技術(shù)。通過運用模型實驗設(shè)計技術(shù)，可以對大部件進行小尺寸樣機的有效模擬，然后將小尺寸樣機的實際情況作為主要依據(jù)，進行有效修改和調(diào)整，進而能夠不斷升級、優(yōu)化重型整體機械的零部件，滿足市場的使用要求。但是，運用模擬實驗設(shè)計技術(shù)時，常常需要花費較高的經(jīng)濟成本和時間成本，但是當(dāng)前我國的機械制造設(shè)計水平尚不夠成熟和完善，并不能夠完全取代模擬實驗設(shè)計技術(shù)。所以，在設(shè)計特大型機械時，常常會選用模擬實驗設(shè)計技術(shù)。

2 我國機械設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1 微型化

在機械設(shè)計制造的發(fā)展中，隨著我國納米技術(shù)的不斷發(fā)展，微型化是一大重要發(fā)展趨勢。在過去幾年中，我國納米技術(shù)水平并不高，主要出于研究階段，不過在最近幾年中，納米技術(shù)水平迅速上升，機械設(shè)計制造領(lǐng)域便開始對其進行關(guān)注，并對其進行越來越廣泛的運用。所以在機械設(shè)計制造的發(fā)展中，微型化是一大重要發(fā)展趨勢。實際上，在機械設(shè)計制造設(shè)計發(fā)展過程中，微型化對其具有非常大的推動作用，能夠?qū)C械生產(chǎn)設(shè)備的靈活性、準確性進行有效提高，能夠有效簡化機械設(shè)備的復(fù)雜性，有效提高機械設(shè)計制造的工作效率，大大提高機械設(shè)計制造企業(yè)的競爭力。

2.2 綠色化

機械綠化設(shè)計，從本質(zhì)上來說，就是一個優(yōu)化機械設(shè)備的過程。例如：改變焊接道具設(shè)計，使其變?yōu)闄C夾式小重磨刀，即為一種機械綠化設(shè)計。機械綠化設(shè)計，并不會改變機械設(shè)備原有的工作原理和功能，僅對機械設(shè)備原有的處理方式、材料進行改變，能夠有效提高機械設(shè)備的節(jié)能性。針對普通原材料，將其優(yōu)化為節(jié)能性環(huán)保材料，充分體現(xiàn)出資源節(jié)約的原則。通過遵守這個原則，機械設(shè)計人員應(yīng)選深入了解和認識機械設(shè)備的材料、工作原理、運行方式等，然后采取有效措施，處理優(yōu)化機械設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，對資源進行有效節(jié)約，促使機械綠色涉及到額真正實現(xiàn)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化

隨著我國網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)水平的不斷提高，不同技術(shù)在不同領(lǐng)域中互相影響作用的加強，在今后一段時間中，機械設(shè)計制造自動化技術(shù)將會變得越來越網(wǎng)絡(luò)化。在傳統(tǒng)機械設(shè)計自動化技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)和自動化技術(shù)并沒有任何關(guān)系，從某種角度來說，能夠有效保證機械設(shè)計制造中信息暈暈的額安全性，不過這也大大影響了機械設(shè)計自動化技術(shù)工作效率的提升，同時提高設(shè)計人員的工作難度。隨著我國網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)水平的不斷提高，機械設(shè)計自動化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化一定是一大重要發(fā)展趨勢，進而有助于機械設(shè)計自動化技術(shù)中監(jiān)視技術(shù)、遠程控制技術(shù)的實現(xiàn)，能夠有效降低機械設(shè)計制造成本。

2.4 智能化

由于人們對機械設(shè)備的質(zhì)量、可靠性、功能、損耗等提出越來越高的要求，智能化勢必是機械設(shè)計技術(shù)的另一個重要發(fā)展趨勢。另外，在機械設(shè)計自動化技術(shù)發(fā)展過程中，應(yīng)能夠促使機械運轉(zhuǎn)工作系統(tǒng)性的順利實現(xiàn)。在進行機械設(shè)計時，應(yīng)將機械產(chǎn)品的自動化、智能化作為一個系統(tǒng)工程。其中，系統(tǒng)化就是指在機械設(shè)計智能化實現(xiàn)的條件下，應(yīng)能夠保證機械運用環(huán)境、機械、機械操作人員的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性，對此必須要不斷推進智能化設(shè)計。如果一些機械設(shè)備在實際操作過程中，很難進行相關(guān)檢驗工作和試驗工作，例如：農(nóng)業(yè)機械，因受地域性、季節(jié)性差異的影響，外部環(huán)境會在一定程度上影響試驗周期和設(shè)計周期，在這種情況下，在進行設(shè)計過程中，應(yīng)對智能化的優(yōu)點進行充分發(fā)揮，構(gòu)建有效的數(shù)學(xué)模型。

3 結(jié)語

目前，在國際競爭環(huán)境中，我國機械制造業(yè)和機械設(shè)計技術(shù)二者之間關(guān)系是非常密切的，為能夠?qū)ξ覈鴻C械產(chǎn)品的國際競爭實力進行有效提高，促使我國綜合國力的不斷上升，應(yīng)有效改革機械設(shè)計技術(shù)，在現(xiàn)代企業(yè)設(shè)計中，應(yīng)能夠?qū)C械設(shè)計技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來，這樣才能夠保證我國機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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