机械设计技术现状与发展趋势的探析

娄阳洋

摘 要：随着我国科学技术水平的不断提高，机械设计技术变得越来越成熟和完善。在当前社会发展形势下，我国机械设计技术变得越来越智能化、网络化、绿色化等。基于此，本文对机械设计技术现状与发展趋势进行了深入研究，首先对我国机械设计技术的运用现状进行了分析，然后详细阐述了我国机械设计技术的发展趋势，包括微型化、网络化、绿色化等，具有重要意义。

关键词：机械设计技术 运用现状 发展趋势

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（b）-0029-02

1 我国机械设计技术的运用现状

1.1 现代设计技术的运用现状

在现代机械设计中，有限元设计、优化设计时非常重要的设计技术。其中，有限元设计，本质上就是一种数值计算方法，在现代工程设计分析中常常会运用有限元设计技术，随着计算机技术水平的不断提高，在整个机械设计领域中，有限元设计技术的运用变得更为深化和广泛。有限元设计技术的重要思想，就是协调条件求解、有限节点衔接、结构离散法。对于有限元设计技术来说，节点数量是固定的，在对有限元设计技术进行运用，进行有关机械设计时，只要将实际情况作为依据，对单元数目进行改变，便能够对机械设计的准确度进行有效调整，同时能够和机械产品的实际解进行无限接近。有限元设计技术中包含多种学科自身，如高等数学、工程数学、工程力学等，在求解非线性问题和非稳态问题、分析复杂结构动力等，可以运用有限元设计技术。而高等数学中的线性规划理论是优化设计学科的理论基础，计算机数值程序设计时主要技术支撑。根据最优化思想，现代机械设计技术变得越来越成熟和完善。在进行机械设计过程中，为能够进行合理的机械设计，应运用现代计算机技术、数学优化思维，优化分析各种机械设计方案，以能够获取最佳的设计方案，同时能够对多种复杂问题进行有效解决。在对优化设计技术进行应用过程中，必须要对一些重要内容进行全面考虑，包括机械设计方法、现代计算机技术、机械设计标准、机械设计理论、数学规划要求等，这样才能够对最优化的机械产品进行设计和制造。

1.2 常规设计技术的运用现状

现代设计技术发展、运用、学习的主要基础就是模型实验设计、经验设计、理论设计，它们和设计费用、技术含量、设计安全性之间的关系是非常密切的。一般来说，在对前人工作中的失误、成就、实验数据进行总结后，便能够形成理论设计。有关机械研究人员通过进一步系统化、规范化整理分析前人的设计情况后，能够形成理论性更强、可以传承的理论设计技术。例如：在设计简单受拉杆件的强度时，应从以下3点着手进行：第一，根据有关机械设计公式、机械原理，计算、分析和求解杆件的横截面积。第二，运用其他有关机械设计方法，验证和检验杆件的横截面积，进而能够对杆件横截面积计算的精准性进行最大程度保证。第三，通过对强度计算公式进行运用，计算出验证数值，进行又一次的审核和校对。对于理论设计技术，校对核查法则、恒定公式计算是其主要遵循内容，但是这和变化多段的额实际情况并不能后完全相符合。在机械设计时，要想有效控制机械的安全系数，其难度是非常高的，进而不能够设计出安全性能较高的机械产品。机械工作设计人员在工作期间不断积累出来的直接经验、从书本知识中学习到的间接经验，极为经验设计技术。特征显著的零部件设计时经验设计技术的主要对象，包括结构稳定、变化不大的箱体、机架等。随着我国社会科学技术的不断发展和进度，机械设计产品变得越来越复杂，市场对机械产品的技术含量提出越来越高的要求，在这种情况下，出现了现代机械设计，且逐渐取代经验设计技术。

当设计尺寸偏大、结构比较复杂的重型整体机械零件时，常常会选用模型实验设计技术。通过运用模型实验设计技术，可以对大部件进行小尺寸样机的有效模拟，然后将小尺寸样机的实际情况作为主要依据，进行有效修改和调整，进而能够不断升级、优化重型整体机械的零部件，满足市场的使用要求。但是，运用模拟实验设计技术时，常常需要花费较高的经济成本和时间成本，但是当前我国的机械制造设计水平尚不够成熟和完善，并不能够完全取代模拟实验设计技术。所以，在设计特大型机械时，常常会选用模拟实验设计技术。

2 我国机械设计技术的发展趋势

2.1 微型化

在机械设计制造的发展中，随着我国纳米技术的不断发展，微型化是一大重要发展趋势。在过去几年中，我国纳米技术水平并不高，主要出于研究阶段，不过在最近几年中，纳米技术水平迅速上升，机械设计制造领域便开始对其进行关注，并对其进行越来越广泛的运用。所以在机械设计制造的发展中，微型化是一大重要发展趋势。实际上，在机械设计制造设计发展过程中，微型化对其具有非常大的推动作用，能够对机械生产设备的灵活性、准确性进行有效提高，能够有效简化机械设备的复杂性，有效提高机械设计制造的工作效率，大大提高机械设计制造企业的竞争力。

2.2 绿色化

机械绿化设计，从本质上来说，就是一个优化机械设备的过程。例如：改变焊接道具设计，使其變为机夹式小重磨刀，即为一种机械绿化设计。机械绿化设计，并不会改变机械设备原有的工作原理和功能，仅对机械设备原有的处理方式、材料进行改变，能够有效提高机械设备的节能性。针对普通原材料，将其优化为节能性环保材料，充分体现出资源节约的原则。通过遵守这个原则，机械设计人员应选深入了解和认识机械设备的材料、工作原理、运行方式等，然后采取有效措施，处理优化机械设计的各个环节，对资源进行有效节约，促使机械绿色涉及到额真正实现。

2.3 网络化

随着我国网络信息技术水平的不断提高，不同技术在不同领域中互相影响作用的加强，在今后一段时间中，机械设计制造自动化技术将会变得越来越网络化。在传统机械设计自动化技术中，网络和自动化技术并没有任何关系，从某种角度来说，能够有效保证机械设计制造中信息晕晕的额安全性，不过这也大大影响了机械设计自动化技术工作效率的提升，同时提高设计人员的工作难度。随着我国网络信息技术水平的不断提高，机械设计自动化技术的网络化一定是一大重要发展趋势，进而有助于机械设计自动化技术中监视技术、远程控制技术的实现，能够有效降低机械设计制造成本。

2.4 智能化

由于人们对机械设备的质量、可靠性、功能、损耗等提出越来越高的要求，智能化势必是机械设计技术的另一个重要发展趋势。另外，在机械设计自动化技术发展过程中，应能够促使机械运转工作系统性的顺利实现。在进行机械设计时，应将机械产品的自动化、智能化作为一个系统工程。其中，系统化就是指在机械设计智能化实现的条件下，应能够保证机械运用环境、机械、机械操作人员的统一协调性，对此必须要不断推进智能化设计。如果一些机械设备在实际操作过程中，很难进行相关检验工作和试验工作，例如：农业机械，因受地域性、季节性差异的影响，外部环境会在一定程度上影响试验周期和设计周期，在这种情况下，在进行设计过程中，应对智能化的优点进行充分发挥，构建有效的数学模型。

3 结语

目前，在国际竞争环境中，我国机械制造业和机械设计技术二者之间关系是非常密切的，为能够对我国机械产品的国际竞争实力进行有效提高，促使我国综合国力的不断上升，应有效改革机械设计技术，在现代企业设计中，应能够将机械设计技术的作用充分发挥出来，这样才能够保证我国机械制造业的可持续发展。

参考文献

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