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摘要：我国的电器行业的竞争力不如国外的一些比较著名的企业，电器行业的发展缺乏足够的生命力。为了提高我国电器行业的竞争力，对电器等机械进行初期的设计时要进行严格的质量、安全以及材料等方面的控制。这就必须要考虑到材料的选择问题，对材料进行科学和合理的选择能够为电器的发展带来一定的生机。研究的主要内容是从电器行业在初期的机械设计时对材料选择的相关问题。分析了选择的一般标准和原则，以及目前的选择新思路，希望能够对电器行业的发展起到一定的推动作用。
关键词：机械设计 材料选择 选择流程
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-338-01
0.引言
在对现代化的产品进行设计的时候，如何对材料进行适当的选择是一项比较重要的问题，目前的金属材料的种类就差不多有一万多种，非金属的材料品种也差不多超过了这些数量，如何在其中进行正确的材料的选择是一项比较复杂比较艰难的工作，选择的过程要考虑材料从制造到使用，到回收利用等各个方面，要对其进行综合的分析，并且在选择材料的时候需要遵循一定的原则，需要对材料的安全性、适用性、环保性以及经济性等进行考虑，要对选择的流程了如指掌，这些对设计人员提出了比较高的要求，并且也增加了对设计人员专业知识方面的要求。
1.传统的设计中材料选择存在的问题
在传统的材料选择的流程中，对材料的选择主要只考虑该材料在整个机械中承担的功能、载荷的情况以及该部件的重要程度，考虑的方面主要是材料的一些物理性质和与所承担的工作环境中的一些特定因素，如耐酸性、耐碱性、耐高温、耐腐蚀性以及耐磨性等，有时还会考虑到材料的一些工艺性能。并且一般也不考虑到材料的可回收、在制造性以及可回收性等方面。目前对材料的选择主要的依靠材料设计人员的个人经验，缺少足够的科学性和准确性，这样对材料进行选择的方式产生的结果是在产品完成和制造以及后期的使用过程中出现了很多的对环境造成危害的情况，有些重金属比如铅、汞等重金属元素，这些元素不仅会对环境产生很大的危害，并还会对人的身体健康带来很大的影响后果。矿物燃料的大量使用加重了二氧化碳的排放量，氟利昂的产品使用加重了对臭氧层的破坏程度。随着各种电器产品废料的增加，对这些废弃材料进行处理也会带来一定的环境危害，不管是填埋还是焚烧都会产生严重的环境危害。绿色生活和低碳生活理念的提出，电器行业产品的设计和材料的选择也越来越注重环保的重要性。传统的材料选择主要的不足在于：
1.1单个产品使用的材料的种类比较繁杂，由此带来了对材料管理的难度比较的大
1.2在选择的时候没有充分的考虑到其对环境的危害
1.3对产品报废后的零部件材料的回收和利用[1]。
2.常用的材料
在电器的设计中，一般的常用材料包括金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及各种复合材料等。金属材料在实际的电器中占有的比例最高，一般占80%以上。金属的类型很多，并且相互的组合还可以形成目前比较流行的合金。高分子材料一般有三个大类包括橡胶、塑料以及各种合成的纤维。高分子材料因为自身具有的很多优点如获取容易、密度小等而获得比较高的使用率。陶瓷材料主要的成分是氮化硅，该材料在耐高温上面具有比较强的性能，因此可以使用与电器的内部。复合材料是近几年新兴的使用比较广泛的材料，并且其具有着单一的材料无法比拟的性能。
3.选择材料的工作要点
3.1机械设计中对材料的载荷类型进行选择和考虑
外在的负荷对材料的影响比较的大，在一般的电器报废和实效的零部件中，主要的失效原因是因为零件材料不堪重负而导致了一些变形和扭曲等，充分的考虑到机械，零部件的应用性能能够很好的解决零部件实效的问题，这样就要求在对材料进行选择的时候要充分的权衡机械的零部件应用性能以及零件对外在负荷产生抑制失效的原因。因此在选择的时候需要有一定的评价指标，要将材料的应力大小和零部件的敷在性能作为主要的指标。对材料载荷3.2性能的选择方面要考虑的主要内容
如果出现因为外在的负荷作用力而导致机械的零部件出现扭转和弯曲的现象时，此时的应力主要的集中在材料的表层。这种情况表明，材料的表层性能是在材料的负载抑制中起到决定作用的部分。对于这类问题的处理，我们可以通过选用中碳钢调质或者是低碳钢渗碳的方式对该材料的负载承受能力进行改善。有些情况是材料的一部分来承受外界的压缩、拉伸以及剪切的应力，这时，材料的对应力的承受范围主要的是通过材料的横截面进行均匀的分布。根据物理学的受力分析可以知道，在对材料进行选择的时候要选择那些具有均匀材质、均匀属性的材料来防止出现材料各部分受力不均的情况，并且确保在后续的加工、生产的过程具有比较高的安全保障。
3.3机械设计中碳素钢以及合金材料的选择要点
在目前的材料市场，比较常见的电器材料还包括各种合金和碳素钢等。碳素钢具有的独特特点包括：操作性好、加工性能好以及成本价格比较优越等。并且碳素刚因为这些特点而得到比较广泛的使用。但是相应的碳素钢还存在着一定的缺陷：材料的强度和韧度都比较的低，中等以上的性状变化的材料不能进行热处理和淬透作业的处理等。这些缺点使得碳素钢在初期被选择的时候就失去了很大的市场。因此为提高碳素钢的属性，相关的专家对其进行了一定的改善研究，专家发现在碳素钢中加入一些一定比例的元素可以在一定的程度上改善其性能，这样就形成了合金钢，这种合金钢不管是在强度还是韧度上都具有一定的提升，并且这样的组合还在一定的程度上提高了该材料的耐酸耐碱和耐腐蚀性等。虽然这些合金材料总体的性能都很好，但是在实际的材料选择的时候如果对界面的尺寸和实际的应用[2]。
4.选择的原则
4.1机械的经济性
在对材料进行选择的时候要在考虑到部件的使用效果以及应有的性能方面之后再考虑材料的经济性。一般可以从以下几个方面进行考虑，如材料本身的购买价格、对材料进行加工所需要的费用、材料的利用率以及可获得情况等。经济性是处于社会主义的初级阶段的我国必须要面对和严格控制的问题。
比如在传统的电视机的屏幕进行选择的时候，一开始由于技术和经济的原因我们选择的是电子的显像管，而现在的电视机的屏幕由于要追求环保以及节能和对人的身体的油耗程度，已经逐渐的向液晶显示屏的方向发展。
4.2适用性
对材料进行选择的时候不仅要考虑经济性能，还要考虑材料的适用性，对该材料制成的部件的性能进行考虑，并且从材料的相关物理和化学性质进行考虑，并且对材料的耗能以及对环境的友好程度进行分析。保证所选择的材料能够做到经济性和适用性的统一、节能和环保性的统一。
4.3绿色性
在对材料进行选择的时候要充分的考虑材料对人体和环境的危害程度，在保证达到基本的性能和指标方面的要求的时候，尽量的优选选择那些可以再生的或者是可以回收再利用的材料，考虑材料的可降解性和处理时候的成本以及对环境产生的危害的程度。并且尽量的选择表面图有镀层的材料，这样不仅美观，还可以增加材料的一些其他性能[3]。
5.结语
我国正处于经济制度和体制的改革时期，机械尤其是电器行业正处于迅速发展的时期。机械设计中，对材料的选择工作比较重要，并且也很繁杂。在对材料进行选择的时候，要考虑所设计的零件的工艺要求，性能要求，还要考虑成本以及公司内是否存在这样的材料，在满足机械性能以及使用性能的前提下，尽量选择公司里常用的，成本低的材料。如果所设计的零件是新产品的话，那么暂时不必考虑这些，但是，批量生产之后就必须要考虑这些。
参考文献
[1] 陈扬枝，朱文坚.机械设计中的材料设计方法问题[J].产品创新数字化.2010，07（15）：41-42
[2] 趙忠国.机械设计中的材料选择和应用[J].科技风.2011，05（11）：36-37
[3] 王永强，陶亚楠，刘青.机械设计中的材料的选择和应用探索[J].科技创新导报.2012，07（20）：12-13
关键词：机械设计 材料选择 选择流程
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-338-01
0.引言
在对现代化的产品进行设计的时候，如何对材料进行适当的选择是一项比较重要的问题，目前的金属材料的种类就差不多有一万多种，非金属的材料品种也差不多超过了这些数量，如何在其中进行正确的材料的选择是一项比较复杂比较艰难的工作，选择的过程要考虑材料从制造到使用，到回收利用等各个方面，要对其进行综合的分析，并且在选择材料的时候需要遵循一定的原则，需要对材料的安全性、适用性、环保性以及经济性等进行考虑，要对选择的流程了如指掌，这些对设计人员提出了比较高的要求，并且也增加了对设计人员专业知识方面的要求。
1.传统的设计中材料选择存在的问题
在传统的材料选择的流程中，对材料的选择主要只考虑该材料在整个机械中承担的功能、载荷的情况以及该部件的重要程度，考虑的方面主要是材料的一些物理性质和与所承担的工作环境中的一些特定因素，如耐酸性、耐碱性、耐高温、耐腐蚀性以及耐磨性等，有时还会考虑到材料的一些工艺性能。并且一般也不考虑到材料的可回收、在制造性以及可回收性等方面。目前对材料的选择主要的依靠材料设计人员的个人经验，缺少足够的科学性和准确性，这样对材料进行选择的方式产生的结果是在产品完成和制造以及后期的使用过程中出现了很多的对环境造成危害的情况，有些重金属比如铅、汞等重金属元素，这些元素不仅会对环境产生很大的危害，并还会对人的身体健康带来很大的影响后果。矿物燃料的大量使用加重了二氧化碳的排放量，氟利昂的产品使用加重了对臭氧层的破坏程度。随着各种电器产品废料的增加，对这些废弃材料进行处理也会带来一定的环境危害，不管是填埋还是焚烧都会产生严重的环境危害。绿色生活和低碳生活理念的提出，电器行业产品的设计和材料的选择也越来越注重环保的重要性。传统的材料选择主要的不足在于：
1.1单个产品使用的材料的种类比较繁杂，由此带来了对材料管理的难度比较的大
1.2在选择的时候没有充分的考虑到其对环境的危害
1.3对产品报废后的零部件材料的回收和利用[1]。
2.常用的材料
在电器的设计中，一般的常用材料包括金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及各种复合材料等。金属材料在实际的电器中占有的比例最高，一般占80%以上。金属的类型很多，并且相互的组合还可以形成目前比较流行的合金。高分子材料一般有三个大类包括橡胶、塑料以及各种合成的纤维。高分子材料因为自身具有的很多优点如获取容易、密度小等而获得比较高的使用率。陶瓷材料主要的成分是氮化硅，该材料在耐高温上面具有比较强的性能，因此可以使用与电器的内部。复合材料是近几年新兴的使用比较广泛的材料，并且其具有着单一的材料无法比拟的性能。
3.选择材料的工作要点
3.1机械设计中对材料的载荷类型进行选择和考虑
外在的负荷对材料的影响比较的大，在一般的电器报废和实效的零部件中，主要的失效原因是因为零件材料不堪重负而导致了一些变形和扭曲等，充分的考虑到机械，零部件的应用性能能够很好的解决零部件实效的问题，这样就要求在对材料进行选择的时候要充分的权衡机械的零部件应用性能以及零件对外在负荷产生抑制失效的原因。因此在选择的时候需要有一定的评价指标，要将材料的应力大小和零部件的敷在性能作为主要的指标。对材料载荷3.2性能的选择方面要考虑的主要内容
如果出现因为外在的负荷作用力而导致机械的零部件出现扭转和弯曲的现象时，此时的应力主要的集中在材料的表层。这种情况表明，材料的表层性能是在材料的负载抑制中起到决定作用的部分。对于这类问题的处理，我们可以通过选用中碳钢调质或者是低碳钢渗碳的方式对该材料的负载承受能力进行改善。有些情况是材料的一部分来承受外界的压缩、拉伸以及剪切的应力，这时，材料的对应力的承受范围主要的是通过材料的横截面进行均匀的分布。根据物理学的受力分析可以知道，在对材料进行选择的时候要选择那些具有均匀材质、均匀属性的材料来防止出现材料各部分受力不均的情况，并且确保在后续的加工、生产的过程具有比较高的安全保障。
3.3机械设计中碳素钢以及合金材料的选择要点
在目前的材料市场，比较常见的电器材料还包括各种合金和碳素钢等。碳素钢具有的独特特点包括：操作性好、加工性能好以及成本价格比较优越等。并且碳素刚因为这些特点而得到比较广泛的使用。但是相应的碳素钢还存在着一定的缺陷：材料的强度和韧度都比较的低，中等以上的性状变化的材料不能进行热处理和淬透作业的处理等。这些缺点使得碳素钢在初期被选择的时候就失去了很大的市场。因此为提高碳素钢的属性，相关的专家对其进行了一定的改善研究，专家发现在碳素钢中加入一些一定比例的元素可以在一定的程度上改善其性能，这样就形成了合金钢，这种合金钢不管是在强度还是韧度上都具有一定的提升，并且这样的组合还在一定的程度上提高了该材料的耐酸耐碱和耐腐蚀性等。虽然这些合金材料总体的性能都很好，但是在实际的材料选择的时候如果对界面的尺寸和实际的应用[2]。
4.选择的原则
4.1机械的经济性
在对材料进行选择的时候要在考虑到部件的使用效果以及应有的性能方面之后再考虑材料的经济性。一般可以从以下几个方面进行考虑，如材料本身的购买价格、对材料进行加工所需要的费用、材料的利用率以及可获得情况等。经济性是处于社会主义的初级阶段的我国必须要面对和严格控制的问题。
比如在传统的电视机的屏幕进行选择的时候，一开始由于技术和经济的原因我们选择的是电子的显像管，而现在的电视机的屏幕由于要追求环保以及节能和对人的身体的油耗程度，已经逐渐的向液晶显示屏的方向发展。
4.2适用性
对材料进行选择的时候不仅要考虑经济性能，还要考虑材料的适用性，对该材料制成的部件的性能进行考虑，并且从材料的相关物理和化学性质进行考虑，并且对材料的耗能以及对环境的友好程度进行分析。保证所选择的材料能够做到经济性和适用性的统一、节能和环保性的统一。
4.3绿色性
在对材料进行选择的时候要充分的考虑材料对人体和环境的危害程度，在保证达到基本的性能和指标方面的要求的时候，尽量的优选选择那些可以再生的或者是可以回收再利用的材料，考虑材料的可降解性和处理时候的成本以及对环境产生的危害的程度。并且尽量的选择表面图有镀层的材料，这样不仅美观，还可以增加材料的一些其他性能[3]。
5.结语
我国正处于经济制度和体制的改革时期，机械尤其是电器行业正处于迅速发展的时期。机械设计中，对材料的选择工作比较重要，并且也很繁杂。在对材料进行选择的时候，要考虑所设计的零件的工艺要求，性能要求，还要考虑成本以及公司内是否存在这样的材料，在满足机械性能以及使用性能的前提下，尽量选择公司里常用的，成本低的材料。如果所设计的零件是新产品的话，那么暂时不必考虑这些，但是，批量生产之后就必须要考虑这些。
参考文献
[1] 陈扬枝，朱文坚.机械设计中的材料设计方法问题[J].产品创新数字化.2010，07（15）：41-42
[2] 趙忠国.机械设计中的材料选择和应用[J].科技风.2011，05（11）：36-37
[3] 王永强，陶亚楠，刘青.机械设计中的材料的选择和应用探索[J].科技创新导报.2012，07（20）：12-13