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        機械工程材料優(yōu)選方法的研究現(xiàn)狀探析

        2020-09-10 07:22:44黎添良
        客聯(lián) 2020年7期
        關(guān)鍵詞:材料選擇機械工程工程質(zhì)量

        黎添良

        【摘 要】機械工程中的材料選擇對整個項目的質(zhì)量有著重大的意義。隨著市場經(jīng)濟和信息技術(shù)的不斷發(fā)展,機械工程材料的選擇需求仍然呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢。本文主要根據(jù)機械工程材料選擇方法的研究現(xiàn)狀和一些簡單的材料選擇數(shù)據(jù)庫進行簡單的分析。

        【關(guān)鍵詞】機械工程;材料選擇;工程質(zhì)量

        一、在機械工程中,重視材料選擇的意義

        我們對資源的需求正在不斷的增加,機械設(shè)計所需的資源已被大量開發(fā),在某些地方它變得十分稀缺,加上我國的人口基數(shù),我國的資源人均持有量卻不容樂觀甚至位于世界排名的靠后位置。社會不斷發(fā)展,世界各個國家、各個行業(yè)之間都已經(jīng)出現(xiàn)了資源的搶奪之戰(zhàn),這導(dǎo)致用于機械工程的附加材料和資源的壓縮,因此,在選擇機械工程的材料時,我們應(yīng)該著眼于材料的經(jīng)濟性和環(huán)保性,走機械工程的綠色道路,并利用當(dāng)前可用的,有限的資源,來做好機械材料的選擇。這會是機械工業(yè)發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)。

        二、機械工程材料優(yōu)選方法的研究現(xiàn)狀

        機械工程在實際工程運用中,材料的選擇有著嚴格的原則性,并且對選材的步驟也是有著十分嚴格的要求的,其中的步驟和過程極為復(fù)雜。在過去很長的一段時間里,機械工程材料的選擇普遍以從業(yè)的技術(shù)人員的工作經(jīng)驗為主,這就使得材料選擇存在較強的主觀性,材料的使用質(zhì)量和使用壽命難以得到保障,出現(xiàn)參差不齊的現(xiàn)象。為了改善這一現(xiàn)象所帶來的不良后果,我們就需要在選材的時候加入現(xiàn)代科技,充分利用輔助選材手段,選擇出既滿足成本考慮預(yù)算,又符合工程的價值和需求的材料,保障工程的設(shè)計和質(zhì)量。

        (一)從構(gòu)件失效抗力角度分析

        材料的構(gòu)件失效抗力是指材料在某些條件下抵抗磨損,變形和其他相關(guān)特性的能力。由于機械材料的類型很多,并且它們的性能也不同,因此有必要研究對材料失效的抵抗力。這樣才能夠最大程度保證機械材料在測試時和實際工作中的數(shù)據(jù)保持一致。首先我們要確定機械的操作條件和材料的抗力要求,然后再根據(jù)模型的失效來確定出模型的抗力指標(biāo),最終選擇出符合機械工程作業(yè)的性能指標(biāo)的材料。

        (二)從知識系統(tǒng)方面選材

        知識系統(tǒng)選材是指根據(jù)材料的信息利用計算系統(tǒng),對材料進行分析比較。這種選材方法有其獨有的特點:工作人員可以通過信息計算系統(tǒng)來了解到材料的詳細信息,講這些信息整合以后可將材料的選擇工作交付給各個團隊和小組,這就使得各個團隊都能夠在更快的時間內(nèi)選擇到最適合自己的材料,提高小組選材的高效性和選材質(zhì)量。雖然這種方法更多的注重對材料結(jié)果的理解,知識系統(tǒng)不能直接為我們計算出最佳的材料選擇方案,但是相對傳統(tǒng)的選材方法,這種選材方法在機械工程的選材工作中,仍然發(fā)揮著重要的作用。

        (三)從綠色工程方面選材

        隨著經(jīng)濟高速發(fā)展,資源不斷損耗,機械工程選材不僅需要考慮其工程的需求和材料的性能,還要將材料與環(huán)境問題,資源保護等連接在一起,走綠色發(fā)展道路,這就產(chǎn)生了綠色度的概念。之前有許多的學(xué)者提出了“七點星形圖”,用于對材料的綠色度的評級,以此來作為材料的選擇標(biāo)準,這是一種將機械工程的綠色度衡量指標(biāo)界定在材料的性質(zhì)、損耗、使用周期、能耗以及對環(huán)境的影響上的一種評級方式,這種方式有一定的參考價值。

        (四)從注塑模具材料方面選材

        從注塑模具材料的選擇來說,主要是以注塑制品的相關(guān)指標(biāo)作為參考物來進行相關(guān)選擇的。通過對相關(guān)指標(biāo)的參考和比較,將符合指標(biāo)要求的材料從一大堆的備選材料中選擇出來,再結(jié)合工程需求和比較結(jié)果做出最后的選擇。這種選材方式主要采用的是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式,將材料選擇的相關(guān)知識融合在一起,構(gòu)建一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),設(shè)計人員在材料選定的過程中省去了查詢大量材料知識的工作,通過對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運用,可以直接得到系統(tǒng)根據(jù)材料的傾斜程度給出的相關(guān)的參考選定方案。

        (五)計算機系統(tǒng)在材料選擇中的應(yīng)用

        計算機系統(tǒng)中的KBS系統(tǒng)和CES系統(tǒng)是當(dāng)下機械工程選材中應(yīng)用最多的系統(tǒng),它可以使選材更加高效和高質(zhì)。但是這種方法在選擇中,目標(biāo)優(yōu)化法會有一定的差異出現(xiàn),雖然在材料要素相互之間的矛盾和排斥問題有一定的優(yōu)勢,但是也導(dǎo)致了一些精細化的工程質(zhì)量問題。除此之外,該套系統(tǒng)還可以對一些圓形材料進行切割、打磨、鉆孔等技術(shù)。利用先進的科學(xué)技術(shù)和人工智能技術(shù)有效規(guī)劃出材料的優(yōu)選方法。

        (六)定量評價方式的應(yīng)用

        定量評價的方式主要是根據(jù)系統(tǒng)工程理論來開展工作的,首先讓系統(tǒng)囊括所有的局部問題,然后再進行精細化的分析處理。在選材的過程中,該系統(tǒng)會對材料的各方面性能進行一個綜合的評價分析,給出關(guān)鍵性質(zhì)和次要性質(zhì)。雖然很明了,但是定量評價的方式在應(yīng)用的過程中需要我們自行考慮材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)問題,以及各材料之間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系問題。

        (七)層次分析優(yōu)選法

        機械工程選材是一個涉及到經(jīng)濟、環(huán)境、社會、科技、生態(tài)等多方面的知識和因素的問題,在機械工程材料優(yōu)選上,可以通過對方案進行分層的方法進行分析,我們通常將方案分為方案層、指標(biāo)層等多個層次。首先分析影響材料選擇的主要影響因素和其他因素,并分析出各因素之間的相互關(guān)系,利用相關(guān)的從業(yè)經(jīng)驗和層次分析法,對材料的選擇方案進行評價。通過層次分析法將抽象的思維方式進行定量化的轉(zhuǎn)換分析,系統(tǒng)的反饋出材料選擇的信息,幫助工作人員選擇出最為科學(xué)、系統(tǒng)的選材方案。

        三、機械工程材料選擇中材料數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用分析

        (一)材料數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成

        材料數(shù)據(jù)庫主要是為了將材料的信息內(nèi)容、生產(chǎn)應(yīng)用和商業(yè)信息三個方面的內(nèi)容整合在一起,方便人們在查詢的時候能夠得到最全面的信息,在查詢時,只需要用戶進入數(shù)據(jù)庫并將相關(guān)產(chǎn)品的型號和參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)庫中,就可以查詢出該相關(guān)產(chǎn)品的所有信息,方便用戶全面的分析和比較各個型號的產(chǎn)品,進而提高工作效率和質(zhì)量。

        (二)材料數(shù)據(jù)庫的發(fā)展

        隨著數(shù)據(jù)庫的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不斷完善,出現(xiàn)了更多的形式,材料信息也更加豐富,以專家咨詢系統(tǒng)和Web技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也日漸成熟,信息可以實現(xiàn)共享,選材方式更加的靈活多樣。

        四、結(jié)語

        選材的質(zhì)量直接影響著機械工程的質(zhì)量,我們要將累積的從業(yè)經(jīng)驗和現(xiàn)代科學(xué)結(jié)合起來,更加高效率、高質(zhì)量的的做出材料的優(yōu)選方案,實現(xiàn)既符合工程需求,又實現(xiàn)低成本投入的目標(biāo)。

        【參考文獻】

        [1]施平,于華,黎春.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的注塑模具材料選擇系統(tǒng).哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2001, 33(1): 28-31.

        [2]袁曉波,楊瑞成,陳華,等.工程材料選用方法研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.機械工程材料,2004,28(12):? 1-3.

        [3]夏晴,殷國富,胡曉兵,等基于Web技術(shù)的工程材料數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)陰.機械,2005, 32(4): 55-57.

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