现代机械设计方法研究

王海涛

130221198511175119

摘要：机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进，由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚，目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。本文就针对现代机械设计方法进行了简单的分析研究，并结合实际内容总结出了其发展趋势。

关键词：现代机械；设计方法；发展趋势

引言

随着时代的发展，各项新工艺、新材料、新方式也越来越多地应用到机械设计领域。为了一种功能的实现，可以有多种方法和载体可供选择，面对激烈的竞争环境，要让设计的产品在市场上占有一席之地，除了让自己的机械系统能够实现预期的相应功能之外，还要具有操作方便、运行可靠、物美价廉、环保性强等特性。因此，对机械设计师的要求也日益提高，传统的设计方法和设计理念已经不能满足设计需求，设计师必须完全精通电、机、液等各个方面的综合性技术，才能够设计出同时兼顾性能和价格的机械系统。

1、现代机械设计的特点

1.1创新性。

现代机械设计以先进的设计理论和设计工具为依托，能充分发挥设计者的创造性思维能力，运用用各种创造性的方法和手段，开发出具有创新性的产品。现代机械在机械性能的稳定性以及测验等方面，能够利用计算机完成工作的模拟和再现。这种操作大大节省了时间，能够直观地观察到工作的结果并保证质量水平。此外，它能够节约预备和其他相关细节工作的时间，使得工作的合理性和速度都得到提升。

1.1 开放性

在传统的机械设计当中，最大的缺点便是不去看或很少去看自身以外的广阔天地，只关心自身的狭小区域，坐井观天，同时乐于接受传统的机械设计方法，乐于驾轻就熟，从而造成了信息堵塞，思维单一、呆滞，缺乏创造性。而开放性思维恰恰就解决了这一大问题，它将对于一个事物的研究作为一个开放的系统来思考，同时也注重研究事物与外部的一切联系，从而掌握该事物及其发展的规律。

1.2 独创性

要进行现代机械创新设计，首要前提便是要学会独立思考，勇于突破陈旧的思想、观念，敢于直抒己见，从而构筑一个开放、独特、鲜颖的思维形态，从一个全新的角度来分析问题。

1.3 多向性

在现代机械创新设计当中，为了解决一个问题，需充分发挥自己的想象力，从不同的角度去思考和探索，以获得尽可能多的解法和思路。现代机械产品的多样性与多向性的创造性思维是紧密联系的。

2、现代机械设计方法的应用

2.1提高产品性能的设计

机械产品必须具有优良的性能,只有良好的性能才能够保证机械产品的生命力,提高产品优良性能的设计方法有很多,最重要的内容和特点有:(1)能够消除并及时的预防产品可能产生的故障,这种技术特点是围绕产品的可靠性而设计的,主要是研究产品和系统所产生的故障的原因,来提出相应的解决方案。(2)能够提高材料抵御破坏能力的设计方法技术。当材料和结构在外界因素如高温、电荷强度等的影响作用下,其性能会受到较大的影响,所以,其设计的重点是要提高产品的结构承受能力以及抗疲劳强度,来提高产品在各种工作环境中的使用寿命。(3)解决物体表面的摩擦和等问题的设计技术。这种设计技术综合运用了摩擦学的理论研究方法和基本数据,将产品的磨损降低到最低的水平,目的是为了降低产品原材料的消耗,节约了部分能源,同时提高机械装置的可靠性,有效的提高设备的使用寿命,提高其在市场中的竞争力。(4)防腐蚀的设计技术。这种设计技术要科学合理的选择材料并制定出相应的加工工艺,来提高产品的抗腐蚀能力,防腐蚀的设计加工方法能够有效的延长产品使用周期以及使用效率。

2.2机械设计中专业的现代设计方法

当前我国社会不断发展进步，科学技术也不甘落后，紧随步伐，计算机专业人员同机械设计人员共同开发设计计算机软件，应用此软件的机械产品可以随时掌握产品的损伤、失效和破坏运行原理，并且产品的各零部件和机械的动态行为可得到定量分析，使得设计程序保持稳定，这就是专业的现代设计方法。一些例子可以说明，如摩擦学的设计、强度设计和温度场的分析。

3、现代机械设计的发展趋势

3.1系统性

我们应该将机械产品看作是一个完整的系统，并通过对计算机的应用实现人和环境之间的协调发展，运用各种现代化的设计理论和方法对总系统进行分解，为了达到系统优化的目标而对各子系统进行协调和匹配。之所以说现代机械设计方法是对传统设计方法的继承和发展，是因为现代机械设计将传统设计经验提高到更高的水平，使其更具逻辑性、理性等特点。有两种代表性的设计方法，一种是德国提倡的，另一种是美国提倡的，德国所提倡的设计方法以功能―原理―结构为模型，美国所提倡的设计方法是在知识等其他条件不允许的情况下，运用创造方法，进行辩证思维而形成的新设计，两种机械设计方法各有所长，都在产品开发中取得显著成效。

3.2生态化

随着科技的逐渐发展，人们了解到环境因素对经济发展有非常重要的影响。因此出现了绿色生态的理念。机械设计制造的绿色设计，主要就是最大化的使用资源取得新型的绿色产品设计。产品设计的时候，以产品环境的属性为重点，不但要满足环境的要求，也要保证产品的经济性以及基本功能。绿色产品不但要有指定的使用功能，也不可以对四周的环境和人的健康带来损害。推动可持续发展战略，就会向生态化的发展道路走去。现代机械设计重视生态化，不但可以降低资源损耗，也可以提高产品的使用质量和竞争力。

3.3智能化

由于广泛使用范例推理和约束满足的设计方法，智能CAD技术得以诞生。人们为了继续推进CAD系统的创造力，结合人工智能和CAD技术，得到很好的效果。当前社会把有智能的专家系统用在了方案综合和设计评价当中，同时这几年也产生了模糊设计和模糊评定方法，主要用于机械设计的多解性。现代机械设计普遍存在智能化和技能化优点，由于这些特性的存在，使得只有将人工智能和专家系统等技术通CAD技术有机结合，才可以让CAD技术本身也具有智能化的特点，通过这样的途径提高计算机系统之间的集成率。就目前机械设计的发展方向来看，计算机是设计师们首选的工具，计算机可以将机械产品的各种情况通过建立模型的方式直观的表现出来，接着进行智能化操作，最终可以实现提高产品设计方案的效率，因此，机械设计智能化是现在机械设计的必经之路。

3.4随机和动态性

任何机械产品的完成都是在随机动态状况下进行的，然而，传统的机械设计方法受各种条件的制约，因而只能在静态情况下进行分析设计，即使对动态状况进行考虑，也只是凭借相关经验对数据进行修正而已，并不能对机械产品的实际运行行为进行真实、客观的反映，而现代机械设计方法则不同，它主要是在考虑载荷谱、零部件损伤的条件下来进行设计的，使得设计的成功率更高，同时也符合可持续发展战略的相关要求。

4结束语

与传统的机械设计相比，现代机械设计具有自身设计新理念和新思路。而现代机械设计离不开创新思维，创新思维是社会发展的源泉，是现代机械设计中重要的组成部分。机械设计人员只有树立创新思维的理念，并结合自身丰富的实践经验和扎实的理论知识，同时充分利用现代计算机技术的优势，发挥主观能动性，才能够设计出满足人们对于产品越来越高的要求，从而促进我国现代机械设计发展。

参考文献

[1]黄乾欢,柴睿,黄磊.现代机械设计方法初探[J].中国科技信息,2014,07:178-179.

[2]张前森.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].科技资讯,2011,18:111.

[3]阎文.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].机电信息,2013,03:170-171.