机械设计在车辆工程发展中的应用分析

邢利阳

摘 要：自改革开放以来，我国居民生活质量有着显著提高，对于汽车的需求量以及质量标准也在不断提高。因此应结合机械设计工艺及理念，进一步提高现代汽车的设计质量，满足市场需求，提升民众满意度。基于此，本文将探讨机械设计在车辆工程发展中的应用。

关键词：机械设计;车辆工程;应用分析

0 引言

随着现代科技的飞速发展，改变了人们的生活方式与生活观念，在这个快节奏的社会背景下，汽车成为了现代人必备的一项交通工具。其所具有的运输功能与便捷功能，不仅提高了使用者的生活质量，还对现代科技的推进有着积极影响。虽然在过去的几十年中，我国在汽车工程的发展方面取得了一些成绩，但要想进一步提高汽车性能，还是需要进一步加强研究，通过融入机械设计原理找到更精准的设计方向，提高汽车质量。

1 机械设计研究

1.1 机械设计现状

机械设备在我国各类机械加工业中都发挥着重要作用，能有效提高人员工作效率及安全性，代替员工完成一些比较繁琐或是危险系数较高的生产任务。虽然目前各类机械原理在我国各行各业的生产中应用比较广泛，不过在一些问题加工问题的解决上还是存在缺陷，需要相关人员进行进一步的设计研究，才能最大化发挥机械设计的运用价值，解决工业生产问题[1]。

1.2 机械设计发展方向

首先是在智能化发展方面。近年来汽车机械设计也慢慢受互联网以及人工智能技术以影响，转向了智能化发展方向，并开发了相关的机械设备。这是因为智能化设备虽在生产质量与效率上和传统设备差距不大，但其在精度与测量方面却有着显著优势。如在生产一些汽车零件时，采用智能化机械设备，可先通过数据分析、智能检测等技术设计出相应的3D模型，然后在进行试用生产，有效提高了零件使用性能与生产效率，减少了生产成本。

第二是在微型化发展方面。随着纳米技术的提出，对我国许多行业设备的生产操作，都起到了影响，比如在医学方面，通过采用纳米技术，帮助研究人员攻克了许多技术难题，推动了科研进展。因此在机械设计方面，纳米技术也逐渐得到了推广，改变了一些复杂设备的构造，使其更易于维护管理，设备精度也相应被提高[2]。

第三是环保方向发展，随着自然环境恶化程度加剧，环保也成了近年来的人们的关注热点。现如今像美国、日本等很多发达国家都比较关注生产材料以及生产过程的环保性，而我国的机械生产资源利用率与发达国家相比还是存有一定差距，因此要加强对此方面的技术研究，革新材料类型及加工方式，最大化发挥材料优势，优化生产过程，做好节能环保。

此外，现代机械设计还比较注重产品的美观性能，在不影响其使用功能的情况下，借助美学理念，简化产品外观结构，去掉多余的累赘设计，提高产品的现代感与艺术性[3]。

2 机械设计在现代汽车工程中的应用

2.1 在汽车零件加工方面的应用

目前，汽车已经成为人们日常生活中的一项必备交通工具，对其工作生活有着重要影响。一台汽车中包含着各类机械零件，无论哪一个零件出现问题，都会对汽车正常使用带来影响，还会增加对相关零件的损耗程度，久而久之影响整台汽车的安全性能。在现代的汽车工程中，为了提高零件的使用性能，减少安全故障，会不断增加相关的机械设计标准，尽量找到设计精准度较高、具有智能化的设计方案[4]。

如在汽车使用过程中，常会因为零件问题而产生故障性振动，司机或乘客能明显的额感受到汽车出现异常振动或有噪声出现。为了降低该类故障的发生概率，一般会从机械设计入手，通过调整频率分布表，来防止结构模态频率和输入载荷频率出现相近情况，并进一步减少甚至消除因振动而产生的耦合现象，减少震动发生概率，提高使用者开车的舒适度，为新型产品的设计奠定良好基础。

2.2 在汽车结构优化方面的应用

汽车结构设计优化程度也与汽车的使用以及安全度的提升有着重要联系。汽车内部结构设计相对复杂，因此要对其结构设计进行优化，就要从机械设计入手，从车身外形以及系统设备进行简化。如在材料方面，上世纪70年代，人们在进行车辆生产时普遍会采用镀锌钢板，因为其在当时展现出了较高的耐腐蚀优势，能有效延长汽车使用那个寿命。但现代汽车生产中，人们一般会采用低碳钢板进行车身设计，因为其与镀锌钢板相比具有更好的强度与刚度，而且也更满足车辆焊接要求。随着近年来汽车行业彼岸准的变化，轻量化也成了汽车设计趋势之一，为此很多公司，都开始用碳钢系列钢板，并利用智能化机械设计技术，研究钢板材料低碳含量与抗张强度间的关系，从而找出最优数据，生产出质量又轻，强度又高的材料。

虽然现代已经进入了21世纪，但还是有一些人对汽车的安全性能抱有误解，认为汽车材料钢板越厚，车身越重，安全性更高。但现代汽车设计对于安全性方面，参照的因素更多，不但要考慮到车身的钢板材质、性能，还要结合力学模型分析相关的焊接、装配工艺，降低材料变形概率，充分发挥材料性能。另外其还会在车上添加一些被动安全设备，如全方位的气囊、发动机下沉等，全方位提高汽车安全性能，增加对于司机、乘客的保护力度。

另外还可将机械设计与检测技术进行创新融合，通过使用相应的检测方法，首先对汽车重要零件的强度、稳定性、刚度等进行检测，提高其使用寿命，并帮助车主制定定期维养计划;第二可对汽车部分构件实行模态分析，了解构件实际工作情况，从而找出更加合适的设计方案，提高汽车性能。

3 总结

机械设计近年来在我国制造业应用广泛，对其生产质量提升、速度加快都起到了积极影响。将其运用于汽车工程中，也同样取得了不错的成果。为工程师在汽车设计维修方面，都提供了新思路，加快了汽车行业的发展速度。

参考文献：

[1]陈健.机械设计在车辆工程发展中的应用分析[J].农家参谋，2019（23）：151.

[2]李光明，袁文华，伏军等.新工科背景下车辆工程专业培养方案改革探索[J].南方农机，2019，50（10）：11+57.

[3]成功，王志昊，甘佩艳等.机械设计在车辆工程发展中的应用分析[J].内燃机与配件，2019（05）：232-233.

[4]代翊政.浅析机械设计在车辆工程发展中的应用[J].科技资讯，2018，16（16）：78+80.

[5]陈刚，武蕾，吴龙等.应用型车辆工程专业“1139”人才培养模式研究与探讨[J].宁德师范学院学报（自然科学版），2017，29（02）：208212.