略论机械设计中现代设计技术的应用策略

摘 要：随着科技的不断进步与发展，推动了机械产品设计技术的变革。如何在机械设计中应用现代设计技术是机械设计关注的焦点。因此，研究现代设计在机械设计中的应用具有十分重要的现实意义。文章以现代设计技术为切入点，在比较传统设计技术与现代设计技术的基础上，重点探讨了现代设计技术在机械设计技术中的应用，旨在说明现代设计技术的重要性，以期为现代设计技术在机械设计中的应用提供参考。

关键词：设计技术；机械设计；应用

1 传统设计技术与现代设计技术的比较

1.1 传统设计技术

设计是通过合理想象和创造性思维用视觉传达的形式进行的实践过程。传统的设计技术在设计过程中往往依据直觉和经验，看重长期以来的经验积累，缺少创造性的思维活动空间。在参考模型的选择上，根据设计要求，侧重人类设计的智能活动机制，仅以CAD辅助设计，与现代化设计大相径庭。传统设计方法存在着诸多弊端，如设计过程中的数值计算存在着诸多不便，不仅计算速度慢，工作效率低，而且其产品开发的周期较长，通过长时间设计出来的产品，定型后在产品生产性不易更改，使得产品设计的形象大打折扣，不便于产品的更新升级。传统设计方法（如图1所示）

1.2 现代设计技术

现代设计技术是对传统设计的革新，它基于传统设计而产生，在设计过程中融入了现代化设计理念，使设计技术更符合人们生产生活的需要，因此深受人们的亲睐。从设计方法上看，现代设计技术从设计的大局着眼，注重设计方法的整体系，用系统性的思维方式，将传统的经验法提高到理性的层面，着重致力于设计创新，力求用现代科学技术知识，赢得产品的核心竞争力。在现代设计技术中，不仅要考虑产品的实用性，而且还要从产品的美观和安全性能方面设计，根据产品的功能和市场需要进行设计。不难看出，现代设计技术是一门多学科、多专业相互交叉的技术，在现代化设计理念的指导下，将现代设计应用到机械设计中势在必行。现代设计流程（如图2所示）

2 现代设计技术在机械设计中的应用

2.1 IT技术在机械设计中的应用

IT技术在机械设计中的应用，主要表现在四个方面，即仿真与虚拟设计技术、网络协同设计、并行设计和智能设计。其中，仿真技术以计算机和专业设备为工具，设计的模型模仿实际需要而产生，是一门多学科的综合性技术。虚拟设计则设计者在虚拟环境中进行的设计，这种多维化人机交互信息环境，使实际产品应有的要求得以在虚拟的环境中实现。网络协同设计结合独到的软件设计理念而产生，对软件模块和项目管理统筹安排，从图形的设计、校审到打印归档等都有机统一起来，使成本可以降低，可以更快地完成设计。并行设计更强调功能上和过程上的集成，是相对于传统的串行设计而言的，更强调功能上和过程上的集成，力求更好的满足客户对产品综合性能的要求。就智能设计方面来说，智能设计采用计算机模拟人类的思维活动，能够较好地支持设计过程自动化，从而成为设计人员的重要辅助工具。

2.2 数学知识在机械设计中的应用

数学知识在机械设计中的应用要把握好三个关键点，一是有限元法；二是优化设计；三是产品可靠性设计。有限元法又称有限单元法，是一种高效能、常用的计算方法。从数学知识理论方面来说，是求解偏微分方程的一种有效的数值方法。优化设计则要求先建立符合实际的数学模型，将设计要求用抽象化的数学符号表现出来，如约束条件和函数，建立目标函数，并根据所建立的模型，寻求最优的设计方案。如机械设计对载荷和工艺方面的要求就可作为设计参数。另外，在应用现代技术进行机械设计时，对于產品可靠性的设计应建立在产品设计之初，以机械的载荷和强度等影响因素为基准，应用可靠性数学理论与方法，保证机械及其零部件满足给定的可靠性指标，可以保障机械的可靠性。

2.3 新概念在机械设计中的应用

新概念在机械设计中的应用，主要是指绿色产品设计的概念和机械创新设计的概念。具体说来，绿色产品设计是从产品的安全生命周期出发，将生态环境观念有意识地融入到机械设计中，考虑了生命周期各个阶段对环境的影响。为减小能源消耗，机械设计在应用绿色产品设计的过程中，应考虑废弃产品如何回收、再生和利用，对产品和零部件的回收再生循环或者重新利用，才能最大限度地提高资源的循环利用率。机械创新设计的设计过程大致可以分为三个阶段，分别是直觉思维、逻辑思维和创造过程。其中，直觉思维是意识形态领域对机械产品的直观反映，具有强烈的灵感凸显特点。至于直觉思维是否具有实用性，则需要逻辑思维来判断，通过逻辑推理思维进行分析，在反复实验中确定机械产品设计方案的可行性，而对机械产品的创造过程也就是机械创新设计的过程。

3 结束语

总之，现代设计技术在机械设计中的应用是一项综合的系统工程，具有长期性和复杂性。在机械设计中，为发挥现代设计技术的优越性，应重点把握好现代技术中的IT技术、数学知识和新概念方面的内容，面对机械设计日趋复杂的现状，不断探索现代设计技术在机械设计中的应用策略，只有这样，才能不断提高现代设计技术的应用水平，进而促进机械设计又好又快地发展。

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作者简介：吴伟星（1975.1-）男，籍贯：江苏省苏州市，现职称：工程师，学历：本科，研究方向：机械设计。