浅析材料在机械设计中的选择和使用

[摘要]现代化工业的快速发展，使得人们对机械设计的要求也越来越高。材料在机械设计中的选择和使用是机械设计中一道最重要的程序。所以在对机械设计材料进行选择和使用的时候，就要格外的注意。材料的选择已经不仅仅是要满足于机械设计的初级阶段了，现在的材料在机械设计当中更要注意其环保性和无害性。文章就材料在机械设计当中的选择和使用做了详细分析和研究。

[关键词]材料；机械设计；选择和使用

材料在机械设计当中的选择和使用，是现如今的一个热点问题，材料的选择和应用在机械设计当中是最基础的环节，也是最重要的环节，随着机械设计的不断发展和进步，它的地位也是越来越高，对原材料的要求更是严格，它关系着产品质量和整个行业的发展。所以对材料在机械设计汇总的选择和使用研究是非常有必要的。

一、材料在机械设计中的选择有何意义

现如今，中国的经济发展速度越来越快，机械加工在这当中是很重要的一个环节，因此它面临的考验也是相当严峻。经济发展速度的增快，使得机械的需要量大大的增加，材料应接不暇，这在一定意义上形成了材料的短缺问题。我们都知道，材料是机械设计中不可或缺的部分，机械材料供应不上去，就会拖慢机械生产的速度，从而导致经济的下滑，所以材料在機械设计当中的意义是非常大的，对于材料的选择现在也不仅仅是实用性能的好坏之分了，还需要注意材料的环保性和经济性。良好的材料基础是机械设计得以发展的重要支柱。

二、机械设计当中常用的材料类型

（一）高分子材料

高分子材料当中最常见也是人们最为熟知的就是合成纤维和塑料了，这种类型的材料因为来源丰富，所以应用在机械设计当中有很大优点，高分子材料可以在天然气当中进行提取，相比其他的材料，它对能源的消耗程度是最低的，密度又比较小，延展性很高，所以在机械设计当中经常使用。

（二）金属材料

在所有的机械设计材料中，使用率最频繁的便是金属材料了，因为它的韧性和强度的优势，使得它被广泛的应用在机械设计当中，根据统计，机械设计当中金属材料的使用比例一直是居高位的，使用率广，造价便宜，满足多种性能要求，这些都是金属材料的突出优势，它的性能优良，适合很多种零部件的制作，很多的材料性能是好，但是造价非常高昂，所以不被人所使用，但是金属材料的出现，解决了昂贵的造价费用，又能满足机械设计的各种性能。

（三）复合材料

复合材料，顾名思义，它的制成是由很多种不同的材料混合而成，把不同的材料经过物理或者化学的方法来进行有效合成，制作出适合机械设计所需的材料，复合材料在性能上是占一定优势的，它能够分成金属、非金属两种类型，金属材料当中包括镁、铝、合金三种，非金属的材料又包括橡胶类、树脂类、还有陶瓷类等等很多种，复合材料因为其性能的多样性，在机械设计当中也是深受喜爱的。

（四）陶瓷材料

陶瓷材料它的成分主要是氮化硅和碳化硅这两种。陶瓷材料的应用大多在制作密封零件上，它的优势就是硬度很高，密度却比较低，比较耐腐蚀，抗压的强度大。但是它的缺点就是生脆，不小心就会断裂掉，价格也是很昂贵的，所以相对前几种材料，在机械设计当中的使用就相对来说不是那么广泛了，除了在一些必要的机械设计中使用，其他时候使用率都不是很频繁。

三、材料在机械设计当中的选择

材料的选择和使用性都是机械设计的重点内容，机械设计最重要的就是满足设计出来的产品实用性能。这就对材料的经济性和安全性都有很高的要求，还有材料是否能够可持续的供应，使得产品跟得上效益，下面我们从几个方面来分析一下材料在机械设计当中的选择和使用。

（一）材料的价钱

在机械设计当中，使用的材料都要求很高，那么价格上也是会相对昂贵的，所以在材料的选择上往往会注意材料的经济性，也就是价钱，我们不仅仅要选择质量好的材料，还要对材料的价格进行控制，不能铺张浪费，也不能随意购买，要对材料的性能和价钱多做考虑，选择适合产品机械设计的，同时还要选择价格合理的。

（二）材料的实用性

机械设计最重要的还是体现是使用方面的，所以机械材料的核心便是工艺，在机械的生产过程当中铸造工艺、热处理工艺、切削工艺等等一些技术，因为机械产品应用的范围很广，所以对机械材料的实用性能要考虑周全，选择的材料一定要适合机械设计，在机械设计当中能够很好的投入使用，而不要发生材料质量好，但是对机械产品不适用的这种情况发生。

（三）材料要注意环保

现如今，全国上下都在提高国民的环保意识，因此在机械设计的材料选择中，也一定要注意其环保性，如今经济发展迅速，对环境的污染却日益的增加，发展经济和良好的环境质量不能达到一个良好的共存，所以在对机械设计当中的材料进行选择的时候，一定要考虑环保问题，宁可选择价格稍微昂贵一些的环保材料，也不要选择低廉的能造成环境污染的残次材料。

四、材料在机械设计当中的使用

机械是一个很大的概念，它包含着多种多样的机械类型，因此材料在机械设计当中一定要注意它的使用，这就要求设计工作人员对所设计的机械有足够的了解，知道自己设计的机械需要什么样的材料才能发挥出最大的使用效果，每个机械的设计要求都是不同的，使用方向也就不同，所以要加大最机械设计当中材料选择的工作力度，要考虑到每种材料独有的优势，也要考虑到这种材料的缺点，综合考虑分析，才能知道材料是否真正的适合机械。俗话说的好，什么样的马配什么样的鞍，就是这个意思，要每种材料真正的发挥其优势，机械设计出来的产品才能不断的进步。

结语

伴随着现代工业的高速发展，机械产品越发的新颖，人民日益增长的文化水平和物质基础都对机械方面提出了更高的要求，因此材料在机械设计当中的选择和使用更受到人们的重视。材料已经不仅仅是当初的使用原则基础了，现在更多是对材料的环保性能、机械性能、和经济性能的要求。传统的观念里我们都认为贵的就是好的，但是现如今，材料再贵也不见得适合机械产品的需求，所以我们要真正对机械产品有足够的了解，这样才能更好的在机械设计当中来选择合适的材料进行使用，使材料发挥出它最大的特点和优势，只有源源不断的材料供应，和合理的材料选择，才能使我国的机械设计有更大的提高和进步。

参考文献

[1]赵忠国.机械设计中的材料的选择和应用[J].科技风，2011，17：58.

[2]韩俊平.机械设计中的材料的选择和应用[J].科协论坛（下半月），2013，12：153-154.

[3]黄梦奇，王婧.浅谈机械设计中材料的选择和应用[J].机电信息，2012，06：133-134.

作者简介

张学辉（1967—），男，湖南省益阳市人，高级工程师，主要从事机械设计与制造的科研和教学工作。