基于新形势背景下机械结构设计创新模式研究

马钰汶

摘 要：从新形势角度来审视机械结构设计，确定要想保证机械产品能够满足人们的多样化需求，需要提出创新模式，进行机械结构创新设计，提高机械结构设计方案的科学性、有效性、适用性，为制造完美的机械产品奠定基础。基于此，通过分析新形势下机械结构设计的创新理念，进一步探讨新形势下机械结构设计的创新模式，希望对创新设计机械结构有所帮助。

关键词：机械产品；机械结构设计；创新模式；动态分析法

中图分类号：F204 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.09.039

在新形势的背景下，各行各业要想持续健康发展，是必要进行“看得见”的创新。就以机械生产而言，应当提出创新模式来对机械结构设计予以创新，为生产高性能、高功能、高质量的机械产品奠定基础。本文立足于变元法，对基于变元法的机械结构创新设计进行了分析，希望这种“看得见”的创新能够在机械生产之中得以有效应用。

1 新形势下机械结构设计的创新理念

与传统的机械设计相比，新形势下在开展机械设计时更多的是重视科学性，注重设计的主动、动态、信息化的产品设计，远远超越了传统的静态、手工、被动的产品设计。当然，要想在新形势下良好地进行机械结构设计，首先就要创新理念。只有这样，才能从真正意义上打破传统机械结构设计的局限，更多地考虑智能化、信息化、控制化、优化等方面，为提高机械的性能、丰富功能及扩大应用范围等奠定基础。

在新形势下创新机械结构设计的理念，应当立足于现代机械设计理念，对机械应用需求进行详细、深入、系统分析，进而明确机械结构设计的侧重点，基于控制论方法、探索动态分析法、离散论方法等来科学、合理、标准地进行机械结构设计，为制造现代化的机械产品而努力。

2 新形势下机械结构设计的创新模式

在时代不断发展的背景下，各行各业为了能够紧跟时代步伐，持续不断地发展，都积极进行着我们“看得见”的创新。在工业行业之中所进行的看得见的创新之一就是机械结构设计创新，以此来提高机械性能，满足人们多样化的需求。

2.1 变元法概念及其具体应用

从德国引进的变元法被视为一种创新模式，将其有效的应用于机械结构设计之中，能够赋予其创新精神，最大程度地优化机械结构设计，为提高机械产品的有效性、适用性、科学性创造了条件。参考相关资料，确定变元法所涵盖的内容是诠释产品设计含义，如材料、数量、位置、形状等；经过论证之后进行有效调节关键点，改变以往设计的弊端，提出全新的设计方案，充分体现变元法的优势。从这一角度来讲，变元法主要应用在以下方面：

2.1.1 材料变元及数量

在机械设计之中，必然会涉及到对多种类型的原材料处理，但是每种材料都具有自身的价值及独特的功能，在利用适合的加工工艺对原材料进行加工处理之后，方可满足机械产品的生产需要。而对于部分不可加工的材料而言，是难以被处理且有效应用在机械结构设计及后续机械生产之中的。为了改变这弊端，变元法的应用就显得尤为重要，也就是借助变元法来实施材料变元，进而制订新的机械结构方案设计。比如，在对钢性材料进行设计的过程中，为了满足设计需要，使钢性材料成为理想材料，可以采取增强隔板等措施来对钢性材料予以调整，从而使之满足设计要求。

2.1.2 位置及工艺变元

位置变元实质上就是分析如何改变元件的位置，继而实现设计优化。比如，在进行部分元器件焊接的过程中，焊接位置的选择尤为重要，需要靠近中心轴，从而有效避免元器件变形或出现不规则扭曲。此时，可以对元器件空间予以调整，从而优化元器件焊接，提高元器件的焊接质量。

工艺变元则是在机械结构设计之中对所有的施工工艺予以严格把关，结合设计图纸，选择最优的工艺产品，并借助最先进工艺技术对元器件进行优化设计，进而良好地进行机械产品生产。如果在机械产品生产的过程中出现某些问题，则应进行合理的调整、优化，从而保证所生产的机械产品的质量。

2.1.3 尺寸变元

从某种意义上来讲，尺寸变元就意味着改变元器件形状，使元器件达到最优。比如，在对某元器件进行冷冲压变曲处理之前发现元器件的弹性不符合设计要求，则可以实行尺寸变元，也就是对元器件的长、宽、高或直径等基本参数进行分析，按照标准要求来计算元器件的标准参数，进而对元器件进行尺寸变元，虽然改变了元器件的形状，但其也满足了设计要求，为生产机械产品奠定了基础。

2.2 基于变元法的机械结构创新设计

基于以上内容，可确定基于变元法来进行机械结构设计势必能够弥补传统机械结构设计的不足，提高机械结构设计的合理性、科学性、适用性。参考相关资料及笔者工作经验认为，在基于变元法进行机械结构创新设计的过程中，应当特别注意以下2方面：①在具体进行设备防腐的设计中，出于為机械设备提供完善的空间的考虑，应当注意保证将其设备置于干燥的环境内，不能出现淤积介质，这样做的目的在于减少设备腐蚀；②机械结构设计中应尽可能地避免直接接触金属，从而有效避免机械设备因接触金属而腐蚀。

3 结束语

从德国引进的变元法被视为一种创新模式，应将其有效应用于机械结构设计之中，通过对传统机械结构设计的分析，明确其存在的缺陷，进行材料变元、尺寸变元、位置及工艺变元，优化机械结构设计方案，为生产完美的机械产品创造条件。

参考文献

[1]宋晓文.生物质常温对辊式成型机成型参数的研究[D].北京：北京林业大学，2012.

[2]罗毅.CAD技术在机械制造中的应用[J].科协论坛，2011（04）.

[3]王书亭，黄运保.机械CAD技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2012.

[4]农应斌.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技传播，2013（08）.

〔编辑：张思楠〕