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        新型機械設(shè)計理論在汽車工程中的運用研究

        2020-09-10 03:56:06景大鵬
        內(nèi)燃機與配件 2020年1期
        關(guān)鍵詞:運用

        摘要:近年來,社會的快速發(fā)展,也帶來其他各行各業(yè)的發(fā)展,機械技術(shù)行業(yè)也迎來了新的發(fā)展機遇。在這一背景下,帶動了我國汽車制造業(yè)的快速發(fā)展,并推動其向國際標(biāo)準靠攏。但同時,社會各行各業(yè)中的競爭也日趨激烈,這就要求現(xiàn)有的市場經(jīng)濟體制不斷改革完善,更好地適應(yīng)出現(xiàn)的新問題及新情況。就目前來看,社會需求對汽車制造業(yè)的要求越來越高,而首要表現(xiàn)的就是在機械產(chǎn)品要求上,如性能、質(zhì)量、外觀等。因此,我國必須要充分提高汽車制造業(yè)的生產(chǎn)水平及性能質(zhì)量,且需要充分考慮環(huán)保要求,全面提升汽車制造業(yè)的質(zhì)量水平。這就要求在推動經(jīng)濟發(fā)展的同時,還應(yīng)研究更科學(xué)先進的技術(shù),從而保證汽車制造更加符合社會需求。本文充分考慮現(xiàn)有的實際情況,對新型機械設(shè)計理論進行了研究,并探討了將其運用在汽車工程中的效果。

        關(guān)鍵詞:新型機械設(shè)計理論;汽車工程;運用

        0 ?引言

        從整個人類的發(fā)展歷史來看,推動人類社會進步的根本因素是經(jīng)濟的發(fā)展以及科技的進步。科技的發(fā)展最大程度的改變了人類的生產(chǎn)及生活方式,如人們出行方式的改變。如今,汽車已經(jīng)成為社會上十分普遍的交通工具,它的制造水平如何也從某種程度上反映出制造業(yè)的發(fā)展情況。從另一個層面來看,機械設(shè)備的發(fā)展也使得社會生產(chǎn)力獲得新的進步,現(xiàn)今人們的生活水平提高,也使得機械設(shè)計應(yīng)用有了更廣闊的需求[1]。而汽車行業(yè)的發(fā)展也使得新型機械設(shè)計理論在汽車工程中的應(yīng)用研究有了立足之本。

        1 ?新型機械設(shè)計理論研究意義及方向

        從我國汽車制造業(yè)發(fā)展歷史來看,機械是其中一個重要部分。而在人類社會的發(fā)展歷史中,機械化生產(chǎn)也是其中重要一環(huán)?,F(xiàn)今人類社會的經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)著穩(wěn)步上升的趨勢,而在這一背景下,社會對機械設(shè)備的需求量也在逐步上升。而機械設(shè)計的不斷進步,解放了人們,使得其從原有繁重的工作及出行方式中解脫[2]。而進入21世紀后,機械設(shè)計理論也發(fā)生了較大的改變。

        1.1 新型機械設(shè)計理論研究意義

        從個人角度來看,汽車設(shè)計中應(yīng)用的機械設(shè)計制造理論的合理應(yīng)用可以為其帶來相應(yīng)的經(jīng)濟收益,因此拉動更多的制造廠投入資金、時間、精力,研制出更為科學(xué)先進的設(shè)計,在滿足人類生活出行需要的同時,也期待獲得更大的效益。就目前來看,社會發(fā)展的內(nèi)生因素主要是科技的推動,因此從某種程度來看,汽車制造廠的機械設(shè)計也可以對社會經(jīng)濟生產(chǎn)發(fā)展產(chǎn)生拉動作用。可以說,兩者是互相拉動互相促進的作用。想要機械設(shè)計對接下來的經(jīng)濟發(fā)展還將產(chǎn)生積極作用,就需要保證機械設(shè)計可以與時代要求相呼應(yīng),與人類需求相符合。因此,設(shè)計人員需要結(jié)合新型設(shè)計理論,研究出更符合經(jīng)濟發(fā)展以及人們需要的產(chǎn)品,只有這樣才能滿足經(jīng)濟效益與實用性質(zhì)雙重要求[3]。

        1.2 新型機械設(shè)計理論發(fā)展方向

        就目前來看,現(xiàn)今市場是呈現(xiàn)多元化趨勢,制造業(yè)市場也不例外,加上社會發(fā)展對機械產(chǎn)品的要求越來越高,也越來越全面,造成機械設(shè)計理論必須努力迎合市場的需要,因此出現(xiàn)一系列重大的變化。簡單說,我國新型機械設(shè)計理論都是要符合實際的需求,要保證依據(jù)理論設(shè)計出來的產(chǎn)品在社會上有需求,要符合智能化、多樣性、效率高等特點。因此可以說,我國現(xiàn)今開展的機械設(shè)計工作已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上生產(chǎn)一個零部件那么簡單了,而是要多方考慮,充分滿足社會大眾需要,通過滿足大眾需要,拉動經(jīng)濟獲得進一步發(fā)展。另外,在設(shè)計外觀、設(shè)計時間以及使用壽命上也有了更高的要求[4]。

        2 ?新型機械設(shè)計工作的現(xiàn)狀

        在我國制造業(yè)的生產(chǎn)過程中,機械是其中十分重要的一環(huán),也是不可或缺的部分,尤其是一些在人類生產(chǎn)生活中起到關(guān)鍵作用的一些機械化生產(chǎn)工作,在社會發(fā)展中有著更為重要的作用。隨著社會的不斷進步以及科技技術(shù)的進一步發(fā)展,機械設(shè)備也獲得新的發(fā)展,機械設(shè)備不斷豐富,從而將人類從以往繁重或危險工作中解放出來。就目前來看,雖然在我國經(jīng)濟不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上,機械設(shè)計及理論相較于以往都有了長足進步,但其中還存在一些明顯問題,阻礙機械設(shè)計工作的進一步發(fā)展。這就要求從事機械設(shè)計工作的人員充分深入研究,開展科學(xué)試驗,討論實際問題,從而推動問題的有效解決。以往,我國制造業(yè)的工業(yè)增加值已經(jīng)經(jīng)過不斷的發(fā)展躍居世界第二,因此我國不論從哪個角度來看都可以算作是世界制造業(yè)大國。但是世界第二并不意味著我國已經(jīng)走上了制造業(yè)強國之路。制造業(yè)大國與制造業(yè)強國是量和質(zhì)的本質(zhì)差異[5]。我國目前的機械設(shè)備及其產(chǎn)品還沒有擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán),產(chǎn)品制造質(zhì)量以及設(shè)計水平與發(fā)達國家相比也還有很大的差距。另外,在機械產(chǎn)品功能上也是缺乏嚴重創(chuàng)新。從我國建國以來到現(xiàn)今,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國機械設(shè)計水平已經(jīng)有了很大進步,但與美日德一些制造強國相比較,還處于落后地位。這種長期的落后也說明了我國機械設(shè)計理論方法及技術(shù)缺乏自主創(chuàng)新,也預(yù)示著我國加緊開展機械設(shè)計理論研究,創(chuàng)新機械設(shè)計工作的重要性。因此,種種因素重重加碼要求我們必須要進一步加深機械設(shè)計理論研究,創(chuàng)新機械設(shè)計工作,進一步提升機械設(shè)計理論水平與設(shè)計水平,從而將新型設(shè)計理論完美地應(yīng)用在制造業(yè)中,才能推動我國制造業(yè)獲得新的發(fā)展[6]。

        3 ?新型機械設(shè)計理論在汽車工程中的應(yīng)用研究

        隨著工業(yè)革命的發(fā)展及深入,人類在發(fā)展過程中出現(xiàn)了第一輛汽車。而隨著工業(yè)化進程的加快及汽車工業(yè)的進一步發(fā)展,汽車已經(jīng)成為改變?nèi)藗兩罘绞郊俺鲂蟹绞降闹匾ぞ?。汽車帶來的便捷性使得人們的生活質(zhì)量得到顯著提高,也使得人類文明發(fā)展踏入一個新的臺階。但盡管經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)獲得很大的發(fā)展,但應(yīng)用現(xiàn)今的科學(xué)技術(shù)投入汽車產(chǎn)業(yè)中還存在一定局限性。新型機械設(shè)計理論的出現(xiàn)以及其基本原理在汽車工程中的有效應(yīng)用可以對我國汽車產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展起到有效推動。下面分析一下新型機械設(shè)計理論在汽車工程中的應(yīng)用情況:

        3.1 噪聲和振動上的應(yīng)用

        汽車現(xiàn)今已經(jīng)成為人類出行、經(jīng)濟發(fā)展的重要一環(huán)。因此,汽車各項零部件是否能有效發(fā)揮作用,是保證人們出行安全的重要因素,也對人們出行交通安全產(chǎn)生重要影響。如果汽車中的零部件出現(xiàn)問題或事其他組成設(shè)備出現(xiàn)問題,勢必將會影響到汽車的行駛安全。汽車無法安全行駛,甚至出現(xiàn)故障,故障性振動就是其中一個重要問題[7]。在汽車處于工作條件下時,乘客會感受到噪聲及振動情況,而這些都是對汽車質(zhì)量進行判斷的一個重要指標(biāo)。這項指標(biāo)將會對汽車舒適性評價產(chǎn)生影響,對汽車產(chǎn)品的形象產(chǎn)生直接影響。而要想減少對汽車噪聲及振動的不利評價,就需要避免輸入載合頻率與結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率接近,這時可以充分利用頻率分布表完成工作。這樣一來不僅使得振動頻率分配更好開展,也可以對振動過程中產(chǎn)生的耦合情況及時消除,對產(chǎn)品的振動特性改善也有著積極作用。利用NVH分析不僅可以得到新車型研發(fā)的性能指標(biāo),還能對設(shè)計及制造環(huán)節(jié)中的問題有效完善。這種分析方法不僅在設(shè)計成本上有著積極作用,在開發(fā)周期上也很好地保障了新設(shè)計車型。

        3.2 汽車結(jié)構(gòu)強度及模態(tài)分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的應(yīng)用

        現(xiàn)今世界經(jīng)濟總體呈現(xiàn)向上發(fā)展的趨勢,在這一背景下,對現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)、性能及行駛技術(shù)也有了更高的要求,它要求現(xiàn)代汽車滿足節(jié)能、舒適、安全、降低排放等要求。而在這一要求下,車身輕量化發(fā)展成為主要趨勢,車身輕量化要求對汽車框架及結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,在車身制造上要求采用高強度低密度材料,可以使用的材料有高強度板料等。而車身作為汽車的主體構(gòu)成,它本身必須有著足夠的強度,從而對整個汽車的使用壽命進行保證,車身有著足夠剛度也可以是的汽車裝備及使用符合要求[8]。在機械創(chuàng)新設(shè)計以及檢測技術(shù)的使用過程中,機械有限元分析方法可以對車身的使用要求有效滿足,主要應(yīng)用在兩方面:一是在汽車設(shè)計中分析汽車的結(jié)構(gòu)件、主要機械零件所具有的強度、穩(wěn)定性以及剛度要求。二是在汽車結(jié)構(gòu)分析中充分利用有限元法對汽車各構(gòu)件開展模態(tài)分析。同時利用計算機可以對汽車各構(gòu)件所產(chǎn)生的振動模態(tài)充分清晰觀察,這就讓結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計工作更為方便。因此,有限元分析法在汽車結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中起著有益作用,可以使得車身設(shè)計水平大幅度提高。

        4 ?結(jié)語

        隨著社會各項條件的不斷發(fā)展,汽車業(yè)也獲得長足進步。而在汽車設(shè)計與制造過程中,需要充分與工程技術(shù)結(jié)合,機械設(shè)計工作的基本原理以及基本設(shè)計理論在制造業(yè)中有效應(yīng)用其前景是十分廣闊的,尤其在汽車工程中應(yīng)用,所產(chǎn)生的效果是十分明顯的。它不僅可以使得汽車工程技術(shù)獲得進一步發(fā)展,還使得汽車工程及設(shè)計工作的具體應(yīng)用得到推動,對汽車工程在新的經(jīng)濟條件下的發(fā)展起著積極作用,也有效推動社會發(fā)展。在實際生產(chǎn)中,需要充分考慮到汽車零件可能產(chǎn)生的磨損以及汽車變速器、減速裝置的設(shè)計,這些都需要在新型機械設(shè)計理論中加以改進的。通過新型機械設(shè)計理論的完善發(fā)展,推動機械設(shè)計工作的進一步發(fā)展,從而對汽車工程的進一步發(fā)展也有著積極作用。

        參考文獻:

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        [2]田振國.新型機械設(shè)計理論在汽車工程中的運用分析[J].中國科技投資,2019(8):197. DOI:10.3969/j.issn.1673-5811.2019.08.171.

        [3]李正校,張??担n雪松,等.汽車智能化裝配系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及工程應(yīng)用[Z].中國汽車工業(yè)工程有限公司,天津大學(xué), 機械工業(yè)第四設(shè)計研究院有限公司,2015.

        [4]王禮法.碳纖維管狀立體織物復(fù)合材料機械性能測試與研究[D].上海:東華大學(xué),2015.

        [5]張淑妹.新型SMA阻尼器對結(jié)構(gòu)振動控制的理論研究[D].河北:河北工業(yè)大學(xué),2014.DOI:10.7666/d.D681038.

        [6]李剛.環(huán)衛(wèi)作業(yè)車液壓機械復(fù)合變速器特性研究[D].重慶:重慶大學(xué),2014.

        [7]曾敏.汽車起重機快速可靠設(shè)計的研究[D].重慶:重慶大學(xué),2012.

        [8]黃國全.基于并聯(lián)機構(gòu)的多維減振座椅設(shè)計[D].江蘇:江蘇大學(xué),2012. DOI:10.7666/d.y2092706.

        作者簡介:景大鵬(1992-),男,滿族,遼寧本溪人,中共黨員,本科,研究方向為數(shù)字化制造技術(shù)。

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