机械设计技术的现状及其发展趋势探究

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  [摘 要]机械性能主要是由机械设计而产生,然而机械设计又构成了机械工程,其品质好坏对产品在性能与质量上的表现有着非常大的影响,对于研发周期与形成的经济效益同样有较大的作用。本文就机械设计技术的现状及其发展趋势进行深入的探究。
  [关键词]机械设计技术;现状;发展趋势
  中图分类号:S969 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)16-0233-01
  1 引言
  机械设计是按照运用需求针对机械的工作原现架构、运动形式、能量传递方式、润滑方式以及形状尺寸等等实施分析、计算与构思,同时将其转变成具体的描绘以人为制造根本的工作过程。机械设计是机械工程最为关键的构成部分,是影响机械性能最为重要的因素。
  2 机械设计技术发展现状
  2.1 常规设计技术应用现状
  (1)理论设计
  理论設计所指的是按照长期归纳出的设计理论与实验数据所实施设计。以下便以较为简单的受拉杆件的强度设计为具体的案例以阐述理论设计的概念。杆件的横截面积能够运用相关的公式直接进行求解,同样能够运用其它方式先初步设计杆件的横截面尺以后再运用强度计算公式进行审核。因为实际状况的繁琐多变,需要根据具体要求以选取相应的安全系数,才可以确保安全性。
  (2)经验设计
  经验设计所指的是按照设计人员自身的工作经验用类比的方法,又或是根据对于某种零件已经具备的设计与运用实践所总结出的经验关系式所实施的设计。经验设计往往被运用于那些如箱体、机架以及传动元件的各结构要素等形状已经典型化而运用需求并未发生改变的零件。伴随设计产品的技术系统日益复杂,产品更新速度不断加快,技术含量逐渐提升,经验类比的设计方式已无法达到市场需求。
  2.2 数字化技术应用现状
  自从数字化技术这个概念在被提出以后,便被大量地运用于工业生产领域中。特别是在现代化机械设计技术中,经过数字化技术的运用,促使企业的机械设计工程能够依靠这种技术而达到建模分析,保证企业的加工精度。计算机辅助设计技术的运用同样为机械设计达到建模分析和建模工作提供了基础支持,加强了生命周期建模的水平,同时为机械设计提供了有关的参考材料。在机械设计过程中,凭借数字化管理,保证机械设计环节的精度获得提高,同时有效防止了由于发生设计偏差而导致机械设备制造成本的大量浪费。
  2.3 模糊设计技术应用现状
  模糊设计是将模糊数学知识运用于机械设计中的一种形式。伴随科技手段的不断发展,机械设计的架构变得日益繁琐,在机械设计环节包含着非常多的变量,关系同样更加复杂,在大量的变量关系之中,有着非常多的模糊现象,大都无法精准地对所设计的产品实施描述。在具体设计环节,不但需要对“非此即彼”类的精确现象实施辨别,同时还需对“亦彼亦此”类的模糊现象实施辨别。比如:机械产品承载力较强与运用时间较长等均是模糊现象。对此种问题便需运用模糊数学的方法来处理。在机械设计中,往往将模糊技术与其它的设计方法进行结合使用,最后产生模糊优化、模糊可靠性等有关方式。
  2.4 有限元设计技术应用现状
  有限元法的基本思想为以有限个容易分析的单元用结构离散化进行相应的表示,单元与单元间通过有限个节点实施连接,接着按照形变协调条件实施求解。由于单元的数量与对应节点的数量均是有限的,因此此方法又被叫做有限元法。此方法最为重要的特点便是具备较强的灵活性,只需转变单元的数量,便可以达到对解的精确度改变,能够获得与实际状况高度接近的解。
  3 机械设计技术发展趋势
  3.1 生态化
  伴随科学技术的迅猛发展,人们渐渐意识到了环境对于经济发展的重要影响。因此产生了绿色生态的观念。现代化机械的绿色设计,是最大化的运用资源获取全新的绿色产品设计。在产品设计的具体环节,以产品环境属性为主导,不但达到了环境保护的要求,同时还确保了产品的基本功能与经济性。可持续发展战略的实施,必定会迈向生态化的发展之路。现代化的机械设计高度关注生态化,不但可以降低资源消耗,同时还可以加强产品的竞争力与运用质量。
  3.2 微型化
  针对机械设计制造的发展而言,微型化同时样目前发展的重要趋势之一,然而形成此现象最为重要的原因便是纳米技术的不断发展。我们国家纳米技术长期停留在研究的阶段,然而近年来,纳米技术的应用已渐渐拓展开来,其应用的范畴同样渐渐扩展至了机械设计制造领域。所以,在机械设计制造未来的发展过程中,纳米技术所引起的微型化趋势必定是未来几年的重点发展趋势之一。微型化同样促进了机械设计制造的不断发展,其大致展示在加工设备灵活度和精准度的加强及繁琐设施的统一和精简层间。然而加工设备灵活度和精准度的加强及繁琐设施的统一和精简便可以推动机械设计制造的效率获得较大的提升,进而能够促进机械设计制造企业市场竞争力的加强。
  3.3 智能化
  鉴于将来的机械设计需在达到人类对于机械装置高品质、多用途、可靠性强的要求之时,还需降低能源消耗,因此机械自动化仍然是机械智能化发展重要的一部分。除此之外,在自动化不断发展的环节还需进一步达到机械运转的系统性。将对于机械产品的自动化、智能化开发当作一个系统工程来实施设计。系统化所指的是以达到机械设计的智能化为基础,更为关注机器、机器操作者以及机械运用环境之间的相互协调。
  3.4 系统化与定量化
  现代化机械设计将传统设计中的经验设计与类比设计均提高到了逻辑性与理性的高度,产生了系统中的全新设计方式。将机械产品当作一个整体而进行系统性的观察,经过计算机技术的运用,能够协调好人与环境之间的关系。现代机械设计系统化所指的是把总系统划分成多个不同的子系统,同时运用现代化的设计理论与方式,对子系统实施协调。若运用传统的设计方式,其分析过程是完全静态的,依靠自身的经验去感知。所以无法运用动态化的定量设计,实际状况无法通过传统的设计方法展示出来。机械产品完成功能设计,是在随机动态的情况下完成的。因此可知,机械设计技术必然会向着定量化的方向不断发展。
  4 结论
  伴随科学技术的迅速发展,新技术的大量涌现,产品的性价比与科技含量日益提升,全球范围内经济实力与技术水平的竞争日益加剧,企业若想在不断改变的产品要求与日益恶化的市场竞争中获得成功,便需要转变设计思想,运用先进的设计制造技术,加强产品的质量,减少成本费用,提升生产率,制造出达到客户要求的高科技产品。
  参考文献
  [1] 任浪浪.机械设计技术的现状与发展趋势[J].山东工业技术,2017(02).
  [2] 胡林.机械设计技术的发展现状与趋势[J].南方农机,2017(03).
  [3] 王宇.机械设计技术的现状与发展趋势[J].建材与装饰,2016(12).
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