机械设计的技术现状和发展趋势之我见

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1、机械设计的技术现状和发展趋势之我见长兴县画溪街道公井安全监管中心浙江湖州313100【摘要】机械设计是保障机械工程质量的重要前提条件。随着我国科学技术的不断发展和提高，传统的机械设计技术已经无法满足现在机械的创新性和动态性的要求了。木文对机械设计的技术现状进行了详细的分析讨论，并在此基础上对其发展趋势进行了合理的预测，从而促进我国机械工程的良好发展。【关键词】机械设计；机械工程；技术现状；发展趋势机械设计是机械工程质量的重要保障条件，机械设计质量的高低直接对机械产品的功能、质量等有着重要的影响。它主要是利用机械工程的结构、原理

2、、运动方式、能量的传递、材料、尺寸等进行计算、分析和构思，从而将设计理论转变成人为制造的过程。目前，机械设计主要是以电子计算机技术为主，以网路为载体，运用先进的理论与手段，优化计算结果，具有一定的高效性和自动化的特点。一、机械技术的技术现状（一）常规技术及其运用1.1理论设计。根据实践表明，在实验数据与设计理论的共同作用下的设计称为理论设计。木文以检点的受拉杆件的强度设计为例对理论设计进行分析。受拉杆件的设计强度公式为图1所示，其中F代表的是外载荷，A代表的是横截面面积，S为设计安全系数，而拉杆材料的极限应力为elim。但是由

3、于在实际中，情况比较复杂，如果安全系数比较大，则设计出来的产品具有粗、大等缺点，如果安全系数比较小，则会降低产品的安全性。1.2经验设计。经验设计主要是指根据设计人员根据自身的设计经验将进行的设计或者是根据某种原件现有的设计与实践而总结出来的经验关系。经验设计适用于使用要求不大变动，具有典型化结构的元件，例如机甲、箱体等。随着我国科学技术的不断发展，产品技术含量的提高，经验设计已经无法满足市场的要求了。1.3模型试验设计。对于那些结构具有复杂性，尺寸比较大的元件而言，特别是一些重型机械的元件，模型试验设计能够在很人程度上提高这

4、些元件的质量。模型试验设计的过程就是把初步设计好的元件作成小样机或者小模型，利用实验的方法检验它们各个方面的性质、功能等，并根据得出的实验结果对这些小模型和小样机进行合理的修改，从而符合标准规范。由于模型试验设计比较昂贵，花费的吋间也比较多，因此适用于比较重要的设计中。（二）现代设计技术及其运用2.1优化设计。优化设计以计算机和程序设计与数学规划理论为基础，利用计算机寻找最优的方法，从而使得设计出来的指标符合最优的设计要求。优化设计可以有效的解决其他方法难以解决的复杂问题。2.2有限元设计。有限元设计是一种数值计算方法，随着我

5、国科学技术的发展，它己经被广泛的运用在了机械领域中。有限元设计主要是离散机械结构，用冇限的、容易分析的单元进行表示，并且通过各个单元之间的节点联系，然后根据局协调条件进行综合求解，它不仅能够解决非线性问题，而且还能用于复杂的动力和静态的分析。2.3可靠性设计可靠性设计主要是指在一定的吋间和条件下，完成规定的功能设计。可靠性设计能够将很多设计变量，例如尺寸、应力、材料强度、寿命等转变成服从一定分布的随机变量。可靠性设计根据产品的相关指标相应的方法算出元件的尺和结构参数。二、常规设计技术与现代设计技术的关系常规设计技术与现代设计技

6、术的关系主要表现在五个方面。第一，在产品结构分析的定量化方面，常规设计技术对比较复杂的元件只能进行简单的类比估算，而现代设计技术利用有限元设计方法，对产品结构进行定量化的分析。第二，在产品工况分析的动态化方面，常规设计只限于机械产品的静态计算和动态估算，而现代设计技术可以利用理论与数学模型通过计算机计算，能够准确预测机械产品的功能和改进后的效果。第三，在产品质量分析的可靠性方面，常规设计往往只能采用经验设计方法，从而无法对禅林质量进行预测，而现代设计技术利用可靠性设计方法，对产品质量做出准确的可靠性预测。第四，在产品设计结果的

7、最优化方面，常规设计一般只利用浆岩设计等方式进行设计，比较依赖于设计者的主观意识，而现代设计技术利用优化设计方法计算出产品最优结果。第五,在产品设计过程中的自动化和高效化方面，常规设计具有重复性，并且设计方案不一定是最好的，而现代设计技术在整个过程中利用先进的计算机技术，从而提高设计的高效化和自动化。三、机械设计的发展趋势随着我国科学技术的不断发展，各种技术朝着多元化的方向发展，从而形成了不同新的技术，使得产品的性价比与科技含量得到了显著的提高。企业想要在竞争激励的市场中占有一席之地，就需要不当创新设计理念，利用现代先进的设计

8、技术，降低生产成本，提高产品质量，这也是现代机械设计技术的发展趋势。这就需要首先改变竞争策略，将产品质量竞争转变为响应市场竞争：其次是提高产品功能的环保性和生态性；再次是在设计过程中除了满足社会需求以外，还需充分考虑到经营管理和制造发展等因素；接下来是改变设计工作的传统模式，