于博安

（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，河北 黃驊 061199）

機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義，能夠極大的提升制造業(yè)的生產(chǎn)力，減少人工設(shè)計(jì)可能會(huì)產(chǎn)生的失誤與安全事故，是改革開(kāi)放四十余年來(lái)我國(guó)車輛工程取得巨大發(fā)展的重要因素。與西方國(guó)家相比，我國(guó)汽車制造行業(yè)起步晚，發(fā)展遠(yuǎn)落后于德國(guó)、美國(guó)、意大利等汽車制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，機(jī)械設(shè)計(jì)在車輛工程發(fā)展中的應(yīng)用歷史也并不長(zhǎng)，雖然目前已經(jīng)取得了一些成效，但機(jī)械設(shè)計(jì)在車輛工程發(fā)展中的應(yīng)用依舊有很大的發(fā)展空間。在未來(lái)隨著機(jī)械設(shè)計(jì)本身的不斷發(fā)展，智能化水平的不斷提高，機(jī)械設(shè)計(jì)在車輛工程中的發(fā)展中的作用將更加的廣泛與深入，尤其是在汽車零件生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與車輛工程的噪聲和振動(dòng)方面，機(jī)械設(shè)計(jì)必將發(fā)揮更大的作用。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

我們國(guó)家的機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)歷了至少 20 多年的發(fā)展才慢慢的發(fā)展起來(lái)，但是和很多發(fā)達(dá)國(guó)家還是有相當(dāng)大的差距，我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)方面還需要相當(dāng)多的理論和技術(shù)的探討分析。中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)一直采用基礎(chǔ)實(shí)用設(shè)計(jì)，實(shí)證設(shè)計(jì)，模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等基本方面，在這些設(shè)計(jì)方法中，機(jī)械設(shè)計(jì)的安全性能，實(shí)際應(yīng)用和成本預(yù)算之間存在密切關(guān)系。[1]目前，我國(guó)在機(jī)械理論和設(shè)計(jì)方面的進(jìn)步特別大，不過(guò)對(duì)于一些問(wèn)題還缺乏良好的解決辦法，這就需要機(jī)械設(shè)計(jì)研究人員開(kāi)展多次的實(shí)驗(yàn)并且進(jìn)一步對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行研究。我國(guó)特別缺乏在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理論、技術(shù)和方法等方面的創(chuàng)新，機(jī)械設(shè)計(jì)在目前的情況下對(duì)于很多問(wèn)題還是沒(méi)有良好的解決辦法，我們必須在該領(lǐng)域進(jìn)行大量研究，以分析具體問(wèn)題和解決方法。[2]

二、機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展方向

機(jī)械設(shè)計(jì)作為一個(gè)系統(tǒng)工程，機(jī)械設(shè)計(jì)的智能化設(shè)計(jì)，機(jī)械和操作工人在機(jī)械工作過(guò)程中的整合，讓機(jī)器自行解決相關(guān)的問(wèn)題，使之有著人無(wú)法做的精確，及完美的工藝，通過(guò)機(jī)械智能化生產(chǎn)的汽車零件，擁有極高的精度和效率。[3]在設(shè)計(jì)中，還需要使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模型設(shè)計(jì)并設(shè)計(jì)產(chǎn)品模型,伴隨逐漸提高的市場(chǎng)多元化需求和產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域在我國(guó)的發(fā)展也逐漸產(chǎn)生著改變。

機(jī)械設(shè)計(jì)最基本的要求就是從實(shí)現(xiàn)小目標(biāo)開(kāi)始，逐漸向大目標(biāo)努力，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)間；機(jī)械設(shè)計(jì)所涉及的領(lǐng)域也從單一化發(fā)展為多元化。現(xiàn)在生產(chǎn)越來(lái)越注重智能化的過(guò)程，近幾年在機(jī)械設(shè)計(jì)中逐漸出現(xiàn)了智能化的制造，并且已經(jīng)應(yīng)用到了實(shí)際的操作中。未來(lái)我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法要貫徹執(zhí)行以下幾點(diǎn)：在功能方面，要實(shí)現(xiàn)高效率、高精度以及智能化；在外觀控制方面，要達(dá)到方便性、輕量型；在層次方面主要發(fā)展集成化。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)在車輛工程發(fā)展中的應(yīng)用分析

（一）機(jī)械設(shè)計(jì)在汽車零件生產(chǎn)方面的應(yīng)用分析

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人民群眾的生活質(zhì)量越來(lái)越高，汽車已經(jīng)成為了中國(guó)人生活中必不可少的部分，而汽車零件則是汽車必不可少的一部分，每一輛汽車都由眾多大小、功能不一的零件組成，零件的質(zhì)量將最終決定汽車的質(zhì)量，因此可見(jiàn)汽車零件生產(chǎn)對(duì)于車輛工程的發(fā)展具有重要意義，我國(guó)汽車行業(yè)在取得了進(jìn)步也正是因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)在汽車零件生產(chǎn)方面發(fā)揮了重要的作用，提高了汽車零件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，有助于降低汽車零件的生產(chǎn)成本，擴(kuò)大汽車的消費(fèi)人群。目前我國(guó)95%以上的汽車制造企業(yè)與其零件生產(chǎn)都已經(jīng)開(kāi)始使用機(jī)械設(shè)計(jì)。因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)在汽車零件生產(chǎn)時(shí)可以設(shè)定不同的程序，批量的生產(chǎn)汽車制造所需要的各種各樣的零件，且其生產(chǎn)出來(lái)的零件比人工生產(chǎn)更為標(biāo)準(zhǔn)，零件的大小、形狀都能夠精確的生產(chǎn)，從而滿足汽車零件生產(chǎn)的需要，避免因?yàn)榱慵a(chǎn)不符合標(biāo)準(zhǔn)影響車輛工程的發(fā)展。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)在汽車結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的應(yīng)用分析

現(xiàn)代汽車行業(yè)發(fā)展的主流與趨勢(shì)是節(jié)能減排、安全舒適，而要達(dá)到這一目標(biāo)就必須創(chuàng)新汽車制造技術(shù)，優(yōu)化汽車的結(jié)構(gòu)，提升汽車的性能。而要達(dá)到這一目標(biāo)車輛制造行業(yè)就必須充分利用好機(jī)械設(shè)計(jì)在優(yōu)化汽車結(jié)構(gòu)方面的作用，實(shí)現(xiàn)汽車制造朝著輕量化的方向發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)要幫助車輛制造行業(yè)達(dá)到這一目標(biāo)就必須在汽車零件生產(chǎn)的過(guò)程中逐步提升汽車零件的強(qiáng)度與剛度，從而更好的穩(wěn)固車身，提高汽車結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。除此之外，機(jī)械設(shè)計(jì)還可以對(duì)汽車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，檢查測(cè)定汽車結(jié)構(gòu)是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)、是否舒適。一般來(lái)說(shuō)機(jī)械設(shè)計(jì)在檢查汽車結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)采用有限元分析法，這種分析法不經(jīng)能夠建模分析汽車的結(jié)構(gòu)，還能夠在分析后對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后反復(fù)測(cè)量以達(dá)到最終目標(biāo)，不斷優(yōu)化汽車的結(jié)構(gòu)，然后將最終模型投入生產(chǎn),節(jié)省汽車結(jié)構(gòu)反復(fù)測(cè)量的時(shí)間和資源投入。

（三）機(jī)械設(shè)計(jì)在車輛工程的噪聲和振動(dòng)方面的應(yīng)用分析

自從第二次工業(yè)革命出現(xiàn)汽車以來(lái)，如何解決汽車的噪聲和振動(dòng)的問(wèn)題就一直是汽車制造中的難題，尤其是進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)，人們對(duì)于生活質(zhì)量不斷提高，也越來(lái)越在意汽車的噪音和汽車振動(dòng)對(duì)于自己和他人的影響。為了解決這一問(wèn)題，百年來(lái)汽車制造企業(yè)也一直在想辦法，直到機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在車輛工程中的應(yīng)用才為他們提供了真正改善噪音和振動(dòng)問(wèn)題的可能。一般來(lái)說(shuō)，汽車的噪聲和振動(dòng)是汽車質(zhì)量的反應(yīng)，為了盡量避免故障，就需要用到機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)匹配汽車的振動(dòng)頻率，消除伴隨振動(dòng)產(chǎn)生的耦合現(xiàn)象，改善汽車的振動(dòng)特性，從而盡可能的減少汽車的振動(dòng)與噪聲，提高駕駛者的舒適度。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)于我國(guó)車輛工程的發(fā)展具有重要意義，在很大程度上提高了汽車的質(zhì)量，改善了汽車的性能。機(jī)械設(shè)計(jì)在車輛工程發(fā)展中的應(yīng)用主要在汽車零件生產(chǎn)、汽車結(jié)構(gòu)優(yōu)化與汽車的噪聲與振動(dòng)三方面，對(duì)汽車的各個(gè)性能進(jìn)行了全方位的升級(jí)，提升了汽車的舒適度與安全性，促進(jìn)了車輛工程行業(yè)的發(fā)展，符合現(xiàn)代汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。