新型机械设计理论在汽车工程中的运用研究

吴啟春

摘 要：在当前背景下，机械设计原理与设计理论在我国汽车制造等多个产业中均表现出了良好的发展趋势与应用前景。尤其是在汽车工程方面，新型机械设计理论的运用效果更为突出，不仅可以有效提升汽车工程技术水平，优化实际操作;同时也能够充分应用到汽车工程外观设计、变速器研究、结构优化以及模态分析等多个环节当中，进而有效促进我国汽车工程的健康可持续发展，进一步推动我国社会经济的进步。

关键词：新型机械设计理论;汽车工程;运用

1 新型机械设计理论研究意义及方向

从我国汽车制造业发展历史来看，机械是其中一个重要部分。而在人类社会的发展历史中，机械化生产也是其中重要一环。现今人类社会的经济发展呈现着稳步上升的趋势，而在这一背景下，社会对机械设备的需求量也在逐步上升。而机械设计的不断进步，解放了人们，使得其从原有繁重的工作及出行方式中解脱。而进入21世纪后，机械设计理论也发生了较大的改变。

1.1 新型机械设计理论研究意义

从个人角度来看，汽车设计中应用的机械设计制造理论的合理应用可以为其带来相应的经济收益，因此拉动更多的制造厂投入资金、时间、精力，研制出更为科学先进的设计，在满足人类生活出行需要的同时，也期待获得更大的效益。就目前来看，社会发展的内生因素主要是科技的推动，因此从某种程度来看，汽车制造厂的机械设计也可以对社会经济生产发展产生拉动作用。可以说，两者是互相拉动互相促进的作用。想要机械设计对接下来的经济发展还将产生积极作用，就需要保证机械设计可以与时代要求相呼应，与人类需求相符合。因此，设计人员需要结合新型设计理论，研究出更符合经济发展以及人们需要的产品，只有这样才能满足经济效益与实用性质双重要求。

1.2 新型机械设计理论发展方向

就目前来看，现今市场是呈现多元化趋势，制造业市场也不例外，加上社会发展对机械产品的要求越来越高，也越来越全面，造成机械设计理论必须努力迎合市场的需要，因此出现一系列重大的变化。简单说，我国新型机械设计理论都是要符合实际的需求，要保证依据理论设计出来的产品在社会上有需求，要符合智能化、多样性、效率高等特点。因此可以说，我国现今开展的机械设计工作已经不是传统意义上生产一个零部件那么简单了，而是要多方考虑，充分满足社会大众需要，通过满足大众需要，拉动经济获得进一步发展。另外，在设计外观、设计时间以及使用寿命上也有了更高的要求。

2 汽车工程概述

在工业革命时期，第一辆汽车首次出现在人类历史上。而在之后的历史发展长河中，汽车工业就迅速地发展了起来，并逐步成为人们生活与生产活动中必不可少的一部分。与此同时，汽车还为人们的出行带来了较大的便利性，加快了人们的生活节奏，进一步推动了人类文明的进步与发展。在过去的几十年里，虽然我国汽车产业也得到了快速的发展，但受科学技术水平的限制，我国仍需要进一步加大对汽车工程的研究，以此来不断优化汽车的多项性能。而新型机械设计理论在汽车工程研究中具有较高的运用价值，可以进一步推动我国汽车工程的发展与进步。

3 新型机械设计理论在汽车工程中的运用

3.1 在汽车工程噪声和振动上的应用

汽车作为企业生产、商业运行、人们出行等方面的重要交通工具，其零部件是否能够安全、高效的运转不仅会直接影响到人们的生命财产安全与安全出行，同时也与运输的安全性与高效性密切相关。因此，在汽车运行过程中，一旦其某个零部件或者是其他设备出现了问题与故障，就会直接影响到汽车的安全驾驶性能。其中，噪声与故障性振动是一种较为普遍存在的现象。

针对这一问题，就要优先解决汽车普遍存在的噪声与振动问题。在车辆运行过程中，可以通过车辆的噪声、振动与声振粗糙度来对汽车质量进行综合性指标的判断。同时，该项指标也是评价汽车舒适性的关键指标之一，与汽车产品的市场形象息息相关。为此，要想有效减少噪声与振动情况的发生，就要防止输入载荷频率与结构模态频率过度的接近，并应用新型机械设计理论中的频率分布表来解决这一问题。在匹配振动频率的同时来减少与消除振动过程中所产生的耦合现象，进一步优化汽车产品的振动性能，进而大大减少汽车运行期间的振动与噪声。另外，技术人员该可以应用NVH来客观分析与事先获取新开发车型的性能指标，进而进一步优化与完善设计与制造等多个环节。总之，不管是站在设计成本的角度，还是开发周期的角度，新型机械设计理论均可以为新型车型的设计提供良好的基础。

3.2 汽车结构强度及模态分析、结构优化上的应用

现今世界经济总体呈现向上发展的趋势，在这一背景下，对现代汽车结构、性能及行驶技术也有了更高的要求，它要求现代汽车满足节能、舒适、安全、降低排放等要求。而在这一要求下，车身轻量化发展成为主要趋势，车身轻量化要求对汽车框架及结构进行优化，在车身制造上要求采用高强度低密度材料，可以使用的材料有高强度板料等。而车身作为汽车的主体构成，它本身必须有着足够的强度，从而对整个汽车的使用寿命进行保证，车身有着足够刚度也可以是的汽车装备及使用符合要求。在机械创新设计以及检测技术的使用过程中，机械有限元分析方法可以对车身的使用要求有效满足，主要应用在两方面：一是在汽车设计中分析汽车的结构件、主要机械零件所具有的强度、稳定性以及刚度要求。二是在汽车结构分析中充分利用有限元法对汽车各构件开展模态分析。同时利用计算机可以对汽车各构件所产生的振动模态充分清晰观察，这就让结构动态设计工作更为方便。因此，有限元分析法在汽车结构应用过程中起着有益作用，可以使得车身设计水平大幅度提高。

4 结束语

近些年来，随着机械设计水平的不断提高，我国汽车制造业的市场竞争也越来越激烈。在这一背景下，汽车制造企业要想实现更好更快的发展，满足广大客户群體对于汽车的多样化需求，就要充分重视新型机械设计理论在汽车工程的应用，以此来不断提升汽车制造生产质量，创新机械设计理念，进一步拓展企业制造企业的发展空间。

参考文献：

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[2]王皓.新型机械设计理论在汽车工程方向的研究与应用[J].山东工业技术，2019（09）：51.

[3]张利虎.新型机械设计理论在汽车工程方向的研究及应用[J].时代汽车，2017（20）：59-60.