现代机械设计理念和技术展望核心探寻

黄长胜

摘要：作为国民经济发展的重要支型产业，机械制造行业发展显得极为重要，尤其是在现代机械设计和先进科学技术的结合，可以带到整个行业发展。本文根据以往工作经验，对现代机械设计新理念进行总结，并从基于计算机的设计技术、新概念设计技术、数学知识设计应用、节能环保设计技术四方面，论述了现代机械设计内容。

关键词：现代机械设计理念；技术展望；节能环保设计

随着现代化工业进程的持续加快，工业生产需求进一步强化，而机械工具作为工业生产领域中的基础方式，在日常生产工作中具备不可替代的作用，进而对我国综合技术水平进行全面展示。所谓机械设计，主要以具体使用要求为主，并对具体机械原理和能量等内容进行有效传递，最终实现全过程制作，为机械工业生产创造有利条件。

1.现代机械设计新理念

从实际产品生产角度来说，主要涉及到的内容有两方面，即设计和制造。现如今，很多机械设计与数学、计算机以及工程实践理论息息相关，而且这些理论很快在实践之中得到了应用。站在设计内容角度来说想，现代机械设计以科学和理性原则为主，与基本逻辑关系和物力关系相依靠，进而对总体层面设计进行合理确定。除此之外，在整个数学模型优化过程中，需要对相关思维方式进行有效应用，并通过各个环节的逻辑推理也（来）判断，将具体内容需求展示出来，而其他概念设计结果均可以通过计算机领域来实现。除此之外，现代机械设计理念不仅需要对设计任务进行充分考量，还应该与实际情况相结合，对相关资料和数据进行充分收集，做到推陈出新、修改方案，让设计工作与机械制造各个环节和领域相互结合，最终将精确和稳定性特点展示出来，确保设计概念的全面创新，进而将高性能和人性化特点展示出来，最大程度上确保机械设计的更好发展[1]。

2.传统机械设计和现代机械设计额有效对比

在现代机械设计发展过程中，不仅与现代科学技术实现了全面融合，与之相关的设计过程和方法也获得了很多进步机会。而传统机械设计主要是根据具体的设计方案，以及具体的样板机器，以实际操作为基础，对相关方案进行修改和完善。从以往工作中也可以看出，传统机械设计往往会设计第二套方案，直到设计方案不存在任何漏洞后方可正式实施。传统机械设计流程如下：市场调查——问题分析——设计方案——优化方案——修改方案。传统方案的执行存在很多问题，这主要是由于整个主体设计挂念过于模糊所导致的，再加上技术方法和设备条件极为落后，主要依靠设计人员的经验，很难设计出更好的机械产品。因此，传统机械设计并没有对相关要求进行全面考虑[2]。

而在现代设计开展时，由于设计观念得到了完善和创新，与之相对应的设计方法也逐步增多，让产品寿命和安全系数等均得到了充分保障。除此之外，现代机械设计更倾向于一体化发展，相关机械产品在研究过程中，也不再是单纯的机械零件设计，而是电子、计算机以及信息等，这也是机电一体化产品的集成所在。这些现代化科学技术并不是工作人员的工作经验可以展示出来得到，想要向主体设计过程更具说服力，需要将高速运算功能和创造力全面结合到一起。

3.现代机械设计内容

3.1基于计算机的设计技术

随着信息技术的不断发展，计算机技术得到了进一步完善，而且随着现代机械设计的有效结合，还出现了很多仿真和虚拟设计技术。所谓仿真和虚拟技术，主要是以CAD和PROE等仿真软件为基础，让人机交互系统实现了有效完善，这对于整个计算机和机械技术融合十分重要。但为了对具体软件辅助设计应用进行全面了解，如果缺乏设计师的思维运作，产品设计将会出现很大问题。而且当前所使用的虚拟设计技术，主要是借助于数据格式的转换，并以CAD系统输出环境系统为基础，降低设计工作人员的工作强度。除此之外，计算机设计技术的应用还涉及到并行设计，而且并行设计主要是以过程集成为主，实现各个产品的有效重组，最终实现整个过程的全面进行[3]。

3.2新概念设计技术

新概念机械设计技术主要是与生态、环境以及绿色技术等内容息息相关，这其中主要涉及到的内容有包装设计、使用设计等等。首先，在绿色环保设计之中，设计人员需要对产品生命周期进行重点考虑，从产品制造到产品使用，均要展示出一定的合理性。另外，人們还需要对生态环保设计理念进行尊重，而且还要对传统设计进行有效补充和调整，避免生态环境受到严重破坏。

3.3数学知识设计应用

现代机械设计之中，数学知识的融入显得极为重要，人们可以通过有限元设计和优化设计，最终确保机械产品与实际工作要求相符。有限元是偏微分方程的一种数值方式，利用该有限元法，可以实现搞工程数值分析工作的全面开展。现如今，很多通用程序和专用程序均得到了有效应用，而优化设计主要是对数学建模方式进行解决，在经过优化手段的同时，确保计算机辅助软件得到充分应用。在此过程中，相关工作人员可以构建出合适的数学模型，以此来满足函数和约束条件。但从实际设计工作中也可以看出，人们需要对机械设计问题进行全面改善，并满足荷载和工作条件，确保刚度和强度等得到有效保障。机械产品的可靠性设计，主要以数学理论和方法为主，以此来满足预期的可靠性需求，并将定量和定性分析分开。所谓定量分析，主要是对产品失效概率进行计算和分析，常用方式有马尔科夫过程、故障树分析等等。而在定性分析过程中，主要是将事故种类、后果展示出来，为后续工作开展创造有利条件[4]。

3.4节能环保设计技术

该项技术具备高效益、环境保护等特点，主要包括以下几种：首先是节能机械设计技术。设计中要求将能源利用率提高到最大化，在设计阶段要充分考虑产品的结构布局、加工工艺以及重复使用性和材料选择，以满足节能要求。其次是环保机械设计技术。在产品的生命周期内，是否可以回收，对环境和人体健康有没有损害，要兼顾产品质量。再次是材料设计。要充分考虑到材料本身，实现材料利用率的最大化。最后是人性化设计技术。要考虑到人机统一，机械设计以人为本，从人出发，兼顾到科学技术，实现人机合一。站在上述分析角度来说，节能环保技术的应用具备重要意义[5]。

4.总结

综上所述，随着科学技术的不断进步，机械制造已经是现代化建设的基础所在，而且机械设计颠覆了传统人工生产模式，这也是电子计算机、数学、力学等技术相互结合的产物，实现机械制造的全面革新。所以说，想要维护我国机械制造行业的有效发展，应该将实际设计与市场情况结合到一起，对整个机械工作原理进行充分掌握，最终确保机械设计工作的全面创新。

参考文献

[1]陈嘉琳.谈现代机械设计方法与未来机械设计[J].山东工业技术，2019（05）：69.

[2]甘汝佳.机械设计制造及其自动化在现代企业中的应用[J].湖北农机化，2019（03）：32.

[3]丁堃.传统机械设计与现代机械设计优劣的对比分析[J].民营科技，2018（11）：53.

[4]李超宇.现代设计方法在工程机械专业教学中的运用[J].时代农机，2018，45（10）：178.

[5]崔玉鑫，李风，杨彬，杨洋，王超飞.现代机械设计技术之机械系统动力学教学改革实践与探索[J].中国教育技术装备，2018（16）：88-89+92.

（作者单位：佛山市粤宇风机设备有限公司）