摘? 要：在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)程中，社會(huì)各行業(yè)的發(fā)展，都需要使用機(jī)械設(shè)備。而機(jī)械設(shè)備的有效應(yīng)用，是建立在科學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上的，只有進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，使用符合標(biāo)準(zhǔn)的材料，才能保證機(jī)械制造的高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展中，要從新型材料的應(yīng)用入手，保障機(jī)械設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量，進(jìn)而確保機(jī)械設(shè)備的安全使用，促進(jìn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);新型材料;應(yīng)用

1機(jī)械設(shè)計(jì)中新型材料的類(lèi)型

1.1金屬材料

在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，金屬材料的使用比較普遍。在機(jī)械內(nèi)部需要進(jìn)行連接、轉(zhuǎn)軸、受力的功能應(yīng)用過(guò)程中，金屬材料發(fā)揮出獨(dú)特的應(yīng)用效果。金屬材料中，被應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要有鋼、鐵兩種材料應(yīng)用。鋼鐵的強(qiáng)度、韌性較大，在應(yīng)用的過(guò)程中，具有突出的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，我國(guó)鋼鐵的產(chǎn)量豐富，在部分地區(qū)，甚至存在資源過(guò)剩的現(xiàn)象，因此具有成本低的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但是，鋼鐵材料的應(yīng)用中，存在高污染、高能耗的現(xiàn)象，需要在原有鋼鐵材料的應(yīng)用基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)新型的金屬材料應(yīng)用，保持機(jī)械材料與環(huán)境之間的平衡關(guān)系。

1.2高分子材料

高分子材料作為新型材料的主要代表，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要應(yīng)用的有塑料、橡膠、合成纖維等幾種類(lèi)型。這些高分子的材料，需要在石油的應(yīng)用基礎(chǔ)上形成，在具體的應(yīng)用中，強(qiáng)度沒(méi)有鋼鐵材料大，但是也具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。比如高分子材料的使用，使機(jī)械設(shè)計(jì)的材料來(lái)源更加豐富，隨著工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，現(xiàn)在也被廣泛的應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中。高分子材料的應(yīng)用中，需要注意與環(huán)境的關(guān)系。比如使用塑料材料的過(guò)程中，塑料很難降解處理，在大量的聚集使用中，很容易造成對(duì)環(huán)境的影響作用。

1.3復(fù)合材料

復(fù)合材料的使用，在特殊的環(huán)境、功能上具有應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。在特種設(shè)備的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，復(fù)合材料的應(yīng)用更為廣泛。在當(dāng)前的應(yīng)用中，復(fù)合材料普遍具有質(zhì)量輕、持久耐用、耐熱好用的特點(diǎn)。在機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)軸類(lèi)的應(yīng)用中，復(fù)合材料的使用，能夠更好的提升設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。在機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸是比較關(guān)鍵的內(nèi)部古城，因此復(fù)合材料的使用，還具有耐腐蝕、耐摩擦、耐高溫的特點(diǎn)，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，也能保證轉(zhuǎn)動(dòng)軸的正常使用。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的應(yīng)用主要使用復(fù)合材料進(jìn)行設(shè)計(jì)使用。另外，使用復(fù)合材料，還能減少設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的噪音、擾動(dòng)等問(wèn)題。

2機(jī)械設(shè)計(jì)材料的選擇和應(yīng)用

2.1無(wú)毒無(wú)害型材料

在機(jī)械設(shè)計(jì)的領(lǐng)域中，大多材料都有一定的傷害性，例如，常見(jiàn)的Ni、As等化學(xué)機(jī)械材料會(huì)對(duì)人體造成一定傷害，不僅如此，這些材料對(duì)自然環(huán)境的傷害也是相當(dāng)大的。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)著重選擇無(wú)毒無(wú)害型材料，保證在安全無(wú)害的環(huán)境中進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)操作。

同時(shí)，要在機(jī)械設(shè)計(jì)中落實(shí)綠色環(huán)保的理念，基于此，在機(jī)械設(shè)計(jì)的材料選擇和應(yīng)用中，重點(diǎn)選擇綠色環(huán)保材料也是關(guān)鍵所在，也是機(jī)械設(shè)計(jì)人員需要關(guān)注的重點(diǎn)，通過(guò)綠色環(huán)保材料的選擇，減少機(jī)械設(shè)計(jì)中放射性元素的危害。

2.2碳鋼、合金鋼材料的選擇和應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣泛的材料是碳素鋼及合金鋼，碳素鋼具有成本低、生產(chǎn)便捷、適用范圍廣等特點(diǎn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，碳素鋼通常應(yīng)用于強(qiáng)度需求較低的零件中，由于碳素鋼的韌性和強(qiáng)度相較其他材料較低，因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)中是存在一定局限性的。

而合金鋼材料的應(yīng)用則彌補(bǔ)了這種遺憾，合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上，通過(guò)加入一定比例的合金制成，其強(qiáng)度和韌性都強(qiáng)于碳素鋼，將其應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中，不僅能夠強(qiáng)化機(jī)械設(shè)計(jì)零部件的質(zhì)量和性能，還能在很大程度上提升產(chǎn)品的耐磨性，是應(yīng)用價(jià)值較高、應(yīng)用較廣泛的一種材料。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的具體需求選擇碳素鋼與合金鋼，確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最佳性能。

2.3荷載材料的選擇和應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，荷載材料的選擇也是相當(dāng)重要的一項(xiàng)工作，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，選擇的材料會(huì)因?yàn)楹奢d水平低的原因，在后期應(yīng)用中出現(xiàn)抑制失效的問(wèn)題，導(dǎo)致大部分機(jī)械零部件無(wú)法發(fā)揮正常的作用，造成這個(gè)問(wèn)題的主要原因是機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇荷載過(guò)低。

因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)前期，材料選擇時(shí)，要進(jìn)行荷載水平的評(píng)估，選擇荷載水平高的材料，并且根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)工程對(duì)材料進(jìn)行后期加工處理，提升材料的荷載水平，保證工程的質(zhì)量和性能。

2.4功能性材料的選擇和應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要對(duì)材料的制造進(jìn)行多道工藝的處理，其中包括熱處理工藝、鍛造工藝、切割等，在完成材料工藝的處理后，為了確保所應(yīng)用材料的性能，滿(mǎn)足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求，需要選擇功能性和實(shí)用性更強(qiáng)的材料，以保證材料在處理后能夠滿(mǎn)足機(jī)械產(chǎn)品的性能需求。不僅如此，在實(shí)際機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，實(shí)用性功能性材料的選擇和應(yīng)用要根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品不同的部件來(lái)決定，結(jié)合材料的屬性，實(shí)現(xiàn)材料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的有效利用。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體規(guī)劃中，如果是磨損較嚴(yán)重的零部件，需要選擇硬度較高、韌性較強(qiáng)的材料，確保零部件的性能。同時(shí)，在選擇材料性能時(shí)，也要注重設(shè)計(jì)的美觀性，從多方面考慮材料的選擇和應(yīng)用。

2.5循環(huán)性材料的選擇和應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)際加工中，大部分是選擇金屬材料，而各個(gè)部件所使用的金屬材料有所不同，會(huì)在很大程度上造成資源的浪費(fèi)，因此，設(shè)計(jì)人員要在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中選擇循環(huán)性材料，在選擇合金材料時(shí)，盡量少選擇元素的種類(lèi)，這樣既能保證合金質(zhì)量，也能減少成本，促進(jìn)材料的可再生利用。

3機(jī)械設(shè)計(jì)中新型材料的選擇及應(yīng)用策略

3.1根據(jù)材料特性進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)

在機(jī)械設(shè)計(jì)中會(huì)涉及各種零件，不同零件在進(jìn)行材料選擇時(shí)也會(huì)有不同的要求。為減少零件問(wèn)題，在選擇材料時(shí)需要考慮機(jī)械設(shè)備性能的發(fā)揮。因此，設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)識(shí)到材料選擇的重要性，針對(duì)每種材料的性能進(jìn)行充分了解，再根據(jù)不同材料的不同性能和影響因素等來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并且使用這些材料來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，例如，耐熱實(shí)驗(yàn)、減震實(shí)驗(yàn)以及抗壓實(shí)驗(yàn)等，使用不同材料能提升整體的機(jī)械性能，實(shí)現(xiàn)材料選擇和機(jī)械設(shè)計(jì)的有效對(duì)接。除此之外，設(shè)計(jì)人員在選擇材料時(shí)也要重點(diǎn)考慮材料的價(jià)格，減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的成本消耗。

3.2加強(qiáng)材料的工藝處理

對(duì)材料進(jìn)行工藝處理，是為了滿(mǎn)足在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)不同工藝的要求，為了使機(jī)械設(shè)備發(fā)揮預(yù)期的效果，在進(jìn)行材料工藝化處理時(shí)，需要對(duì)鑄造工藝、焊接工藝、粘結(jié)工藝等進(jìn)行處理，提升機(jī)械的整體性能。材料的工藝化處理直接關(guān)系到機(jī)械設(shè)備的性能和工藝特色，因此，在進(jìn)行工藝化處理時(shí)需要盡量讓整個(gè)工藝和設(shè)備的特性貼合，這樣可以在很大程度上降低機(jī)械設(shè)計(jì)的缺陷發(fā)生概率，提升設(shè)備的材料選擇精確度。

3.3把握不同材料的優(yōu)勢(shì)

選擇和應(yīng)用不同材料進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，具有不同的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，設(shè)計(jì)人員在選擇材料時(shí)必須把握材料的特性，從而實(shí)現(xiàn)材料的正確使用。首先，分析材料的物理性能，確保產(chǎn)出機(jī)械的材料質(zhì)量和性能;其次，研究不同材料在不同環(huán)境下的使用情況，根據(jù)不同材料在不同環(huán)境下的特征進(jìn)行制造，確保得出最佳方案;最后，材料的化學(xué)性能包括材料的腐蝕性、氧化性能等，在進(jìn)行材料焊接和切割時(shí)這些特性都發(fā)揮重要作用。

4結(jié)束語(yǔ)

總之，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，新型材料的應(yīng)用，要符合環(huán)保節(jié)能、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可持續(xù)性的原則，并且要按照具體的設(shè)計(jì)要求選擇材料，對(duì)新材料的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行發(fā)揮，從加強(qiáng)工藝處理的方法提升等手段中，確保新型材料的有效應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，提高機(jī)械設(shè)備的高水平生產(chǎn)制造，提升機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)事業(yè)的更高水平進(jìn)步。

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作者簡(jiǎn)介：

張志軍，男，河北省秦皇島市人，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)