基于MATLAB的机械设计方法探讨

郑健　曹骏��

摘要：随着社会经济的发展，科学技术水平逐渐提升，在机械设计软件开发方面得到了显著的发展和壮大，极大的促进了社会中各行各业的发展。在MATLAB基础上进行机械设计的方法具有操作简便、设计周期短以及效率高的特点，得到社会的广泛认可和使用。本文将对基于MATLAB的机械设计方法以及该原理在机械设计中的具体应用进行分析和研究。

关键词：MATLAB；机械设计方法；原理

在科学技术的迅猛发展之下，机械设计行业也得到显著的壮大，获得了巨大的进步。新时代背景下，市场竞争日益激烈，当今时代的市场竞争实质是科技和人才的竞争，社会中各行各业都在积极与新型信息技术相结合，从而实现自身的发展。因此，新材料、新设备被逐渐研制出来，基于MATLAB的机械设计也获得了一致好评。

1 基于MATLAB的机械设计方法

1.1 机械设计简介及MATLAB原理

机械设计主要是依靠编程系统以及软件进行的，在二十世纪六十年代，基于MATLAB的机械优化设计被发明出來，其能够实现计算机应用设计与MATLAB原理的有机结合，对机械工程的方案设计提供了重要的参考作用。软件开发人员应对机械产品的型号、大小、几何图形等信息进行充分掌握，并对环境条件、载荷等充分利用，进而提升设计的整体水平和标准，为编程系统的高效运转提供较大的支持。同时，机械设计人员还应根据实际情况，科学合理的选择设计变量，严格按照规定的要求实现设计方法的最优化。

1.2 机械设计与MATLAB之间的特点与联系

MATLAB属于一种包含数据结构、控制语句以及对象编程的高级阵列语言，要求软件开发人员在进行设计时需要对输入和输出系统进行严格的控制，能够对用户的操作起到指引作用，能够顺利在命令窗口中输入有效命名。但新型的MATLAB语言是在C++计算机语言的基础上进行的，除语法特征方面与以往一致以外，其他都具有不同程度的区别，这种语法特征能够帮助科技人员尽快的进行表达公式的书写。机械设计与MATLAB之间具有十分密切的联系，能够为计算机使用人员提供更加方便快捷的操作。此外，MATLAB语言还具有较强的拓展性和可移植性，能够对科学研究以及工程预算进行深入分析。在该语言中包含桌面编辑器和调试器，能够以最佳的路径为用户提供所需信息，从而保障调试系统的有序运行[1]。

2 MATLAB原理在机械设计中的具体应用

2.1 在计算机语言中的应用

由于MATLAB具有较强的特征，能够在许多具有子程序的机械设计中应用，其在语言指导功能以及可靠性方面都具有较强的优势。为了能够凸显MATLAB整体的运行程序以及设计环节，技术人员应将个性化工具箱的功能充分的发挥出来，严格遵守相应的拓展程序。在机械设计中，应使MATLAB的主程序得到充分发挥。在机械设计流程中，应加强计算机软件语言的应用，利用函数设计进行计算机数据指令的就计算，使得软件开发人员编写程序代码的难度下降，软件中输入输出的控制工作更加完善。

2.2 在机械设计开发中的应用

MATLAB在开发环境中可以通过使用目标函数和文件工具的方式实现，这样做将能够充分符合使用者对机械设计的需求，对函数库中的文件工具和目标函数进行充分利用，转化用户界面的图形，使软件开发人员能够尽快找到程序的突破口，并且通过对机械设计的合理运用，营造出有利的设计开发环境，使MATLAB文件能够实现快速保存，将计算机中的主程序功能得到显著发挥，对设计结果产生较大的有利影响。同时，还有利于主程序更好实现机械优化设计命令窗口，使执行同步输入结果功能发挥到极致，进而开拓出一个安全、稳定的机械设计环境。

2.3 在函数库及图形处理中的应用

在MATLAB中数学函数库的主要作用是能够进行操作系统和数值计算的可视化操作，能够集多种函数于一体进行数学运算。设计者在进行系统设计时，应事先存储多个相关数据，这样做能够进一步保障数值计算的精准度。同时，当软件开发人员在设计中遇到问题或困难时，MATLAB中的工具箱能够帮助其进行解决，并且其中包含的仿真功能也能够帮助其进行数学函数的随时调用，也函数库中相关图形的展示具有较大的促进作用，也为技术人员的设计操作提供了可视化操作。此外，在图形处理方面也能够利用MATLAB进行，该设计中具有较强的操作系统功能，能够对图形代码以及操作程序等进行直观的展现，自主生成目标图形，对机械工作人员的效率和质量提升具有较大的促进作用。

2.4 在程序编写中的应用

MATLAB机基础上的机械化设计技术应用的是模块化思维方式，该设计的原理是设置一个主程序和多个子程序，并且对机械运行过程中的零部件情况进行综合分析，使整体设计结构能够更加鲜明，这样做有利于对设计结构以及运行改造的精简化处理，同时还可以充分调动主程序中的窗口，这些窗口程序设计应严格按照设计大纲中的要求进行，尤其是对于难易程度不同的部分，要本着具体问题具体分析的原则，在MATLAB的基础上进行技术的优化，再根据系统的提示点击“下一步”按钮，进入到子窗口程序中进行后续操作[2]。

3 结语

综上所述，要想使机械制造产品的质量和效率得到显著提升，则要求软件开发人员能够重视机械设计环节的重要性。随着科学技术的发展，信息技术水平显著增强，机械设计程序以及编程软件等方面也逐渐呈现出多元化趋势。软件开发过程中，应注意程序的特性以及应用范围，并且应加强对初始数据以及参数的设置和选择。当设计开发过程中出现问题时，可以利用MATLAB中的优化工具箱进行解决，从而实现机械设计的优化和创新。

参考文献：

[1]曾涛.基于Web的现代设计与制造方法的研究[D].昆明理工大学，2012.

[2]沈元元，于晨斯.基于Matlab的机械设计方法研究[J].科技创新导报，2015，1218：63.

作者简介：郑健（1995），男，辽宁大连人，本科，机械设计制造