基于MATLAB的机械设计方法分析

周毅

（镇江蓝舶工程科技有限公司，江苏 镇江 212016）

基于MATLAB的机械设计方法分析

Mechanical design method analysis based on MATLAB

周毅

（镇江蓝舶工程科技有限公司，江苏 镇江 212016）

作为机械制造的核心内容，机械设计效果的好坏将直接影响机械产品质量的高低。而随着科学技术的发展，基于MATLAB的机械设计方法得以出现，继而使机械设计的效率和质量都得到了提高。因此，基于这种认识，本文对基于MATLAB的机械设计方法进行了阐述，并对其优点和运用问题进行了分析，以便为关注这一话题的人们提供参考。

MATLAB；机械设计方法；运用

随着计算机技术的不断发展，一系列计算软件得到了开发和应用，继而为机械设计带来了新的发展方向。而MATLAB作为强大的数学计算软件，拥有可靠性强、功能多和操作方便等多种优点，所以被广泛地应用在机械设计中。因此，有关人员有必要对基于MATLAB的机械设计方法展开研究，以便更好的了解机械设计的先进方法。

1 基于MATLAB的机械设计方法阐述

所谓的机械设计，其实就是在给定条件下利用机械编程系统完成机械产品设计的工作。而在这一过程中，设计者需要对产品的大小、图形关系等因素进行限制，以便使机械系统的经济价值和功能得以发挥。所以，机械设计方法其实就是选取设计变量和建立目标函数以及约束条件，并通过获得最优函数来完成机械设计工作的一种方法。而基于MATLAB的机械设计方法则是利用MATLAB软件完成机械设计的现代机械设计方法，可以用来完成机械设计的优化。从本质上来讲，MATLAB是高性能的数值计算和可视化软件。而设计人员可以用该软件完成复杂工程问题的求解，并完成对机械系统的仿真。

此外，MATLAB软件还具有输入初始参数简单和编程工作量小的特点。因此，在机械设计方面，MATLAB软件得到了一定程度的应用。

2 基于MATLAB的机械设计方法的优点

就实际情况而言，基于MATLAB的机械设计方法显然得到了广泛地应用。而究其原因，则是因为该方法具有多方面的优点。首先，在机械设计的设计过程中，需要完成对一系列数学矩阵的运算。而MATLAB软件具有强大的数学运算功能，所以运用该种设计方法可以使机械设计的效率得到提高。其次，在机械设计工作中，设计人员需要解决复杂的工业设计问题和工程设计问题。而MATLAB软件具有程序设计、图形研究和数据分析等多种功能，可以帮助设计人员更好地解决机械设计难题。再者，运用基于MATLAB的机械设计方法，可以对设计的机械产品进行仿真，继而帮助设计者更好地了解产品的样子和体型［1］。而在这种情况下，设计人员则能够较好地完成设计的优化，继而设计出高质量的产品。此外，相较于传统机械设计方法，基于MATLAB的机械设计方法操作简便，并且不需要在图纸上进行图形的反复修改。因此，基于MATLAB的机械设计方法显然具有较高的设计效率和质量。

3 基于MATLAB机械设计方法的运用

基于MATLAB机械设计方法的运用，可以帮助设计者完成机械产品一整套设计程序的编写，并合理的实现各个设计环节。而在设计的过程中，设计者需要直接运用的就是MATLAB的主程序，同时其余环节的设计也离不开这一主程序。

首先，在设计过程中，计算机指令编写以及操作控制都需要使用MATLAB语言，而这种语言则是MATLAB高级程序设计语言。所以，在应用该语言进行数值计算或程序编写时，都要在MATLAB主程序中完成［2］。具体来讲，就是设计者需要编写并存储程序文件，并在主程序中进行文件的运行，继而获得预期的设计结果。

其次，设计者需要在主程序提供的开发环境中寻找相应的函数和文件，继而在设计程序中运用这些函数和文件。同时，很多具有全面功能的程序包也在这一环境中，而设计者则可以利用这些工具包完成设计结果的优化。

再者，在设计的过程中，设计者需要完成大量数据的精确计算。而利用MATLAB主程序则可以完成对数学函数库的调用，继而避免设计者花费大量的精力编写计算程序。因为，数学函数库中包含了多种数学函数，设计者只要直接调用函数就可以完成对数值的计算。

此外，在设计图形的处理方面，利用该设计方法可以较为轻松的完成图形处理。因为，MATLAB本身具有很强的图形处理功能。设计者只需要将代码和程序完整输入，计算机就可以生成目标图形。就目前来看，利用该设计方法可以完成二维平面图形和三维立体图形的构建。而想要完成图形的修改，则只需要下达相应的机器指令。

4 结论

总之，只有采用更为科学的设计方法，才能够较好的达成机械设计的目标。而基于MATLAB的机械设计方法则有着一定的优越性，可以使机械设计的效率和质量得到提高。因此，随着高新技术的改革与创新发展，基于MATLAB的机械设计方法必将拥有较好的发展前景。

［1］ 朱艳华，周春梅. 基于MATLAB的曲柄摇杆机构的机械优化设计［J］. 科技创新与应用，2014，34：34～35.

［2］ 单建华，汪永明，谢能刚. 基于MATLAB的机械优化设计课程改革探索［J］. 安徽工业大学学报（社会科学版），2014，02：109～110.

图4 成品

5 结束语

橡胶制品的使用与日增多，橡胶模在生产中的地位也日益增高。运用Creo设计橡胶模具，可利用其“参数化柔性设计”对从零件到模具的整个周期进行调整。譬如：产品零件外形、尺寸的改进可方便进行；分型面创建可随时进行更改且即时模拟，以便进行设计、分析、对比；对于溢胶槽及跑胶槽的位置、尺寸设计可通过模具的三维装配关系，直观明了地对照比较，选择更优方案；可进行各种分析检查，为设计的安全性、合理性提供保证。利用Creo进行橡胶模具设计，不仅提高了产品质量，更缩短了开发周期，大大降低模具的设计和制造成本。

参考文献：

［1］ 杨清芝. 实用橡胶工艺学.北京：化学工业出版社，2005.

［2］ 方绍芬. 橡胶工程师手册.北京：机械工业出版社，2012.

［3］ 张秀英. 橡胶模具设计方法与实例.北京：化学工业出版社，2010.

［4］ 吴生绪. 橡胶模具设计手册.北京：机械工业出版社，2012.

［5］ 模具实用技术丛书编委会. 橡胶模具设计应用实例.北京：机械工业出版社，2005.

［6］ 北京兆迪科技有限公司. Creo 2.0模具设计实例精解.北京：机械工业出版社，2013.

TH122

1009-797X （2015） 16-0149-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2015.16.052

周毅（1980-）， 2002年毕业于江苏大学，现为镇江蓝舶工程科技有限公司机械设计部及研究生工作站负责人，致力于路桥相关设备研发，完成多项省、市级科研项目，成功研发悬索桥主缆工作（检修）车等装备，获十多项发明专利。

2015-07-08