機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。在新常態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)下,我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)正面向動(dòng)態(tài)化、智能化、創(chuàng)新化方向發(fā)展。文章我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的具體應(yīng)用現(xiàn)狀,并探索其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),以促進(jìn)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)分析DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.2330引言機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域使用得比較普遍,其是機(jī)械制造工程的重要組成部分,與機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量性能、研究周期、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)環(huán)境效益以及生態(tài)效益等息息相關(guān)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)

2、的進(jìn)一步向前推進(jìn),我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的工作原理、結(jié)構(gòu)、力和能量傳遞方式、零件材料、形狀尺寸以及運(yùn)動(dòng)方式等都發(fā)生了本質(zhì)變化。在新的時(shí)代發(fā)展形勢(shì)下,現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及現(xiàn)代管理技術(shù)等都賦予了機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)新理論和新方法。我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)無(wú)論是在直覺(jué)設(shè)計(jì)、靜態(tài)設(shè)計(jì)還是在經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面都得到了極大發(fā)展1我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)具體應(yīng)用現(xiàn)狀分析我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用包括理論設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在內(nèi)的常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)和包含優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元設(shè)計(jì)以及可靠性設(shè)計(jì)在內(nèi)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)。兩種不同類別的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)具有不同的特征,適合用于不同的實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工

3、作時(shí),相關(guān)人員需要根X實(shí)際情況選擇適合的設(shè)計(jì)技術(shù),以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的完美化、最優(yōu)化發(fā)展要求1.1我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)中的常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析理論設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)、應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ),其與設(shè)計(jì)的安全性、技術(shù)含量以及費(fèi)用緊密相關(guān)。通常情況下,理論設(shè)計(jì)是在總結(jié)前人工作成就、失誤以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上形成的,相關(guān)的機(jī)械研究工作者對(duì)這些前輩的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行規(guī)范化、系統(tǒng)化分析整理之后,形成了理論性較強(qiáng),能夠被學(xué)習(xí)、傳承的理論設(shè)計(jì)技術(shù)。比如,在對(duì)簡(jiǎn)單受拉桿件的強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),其工作流程主要有以下三步。首先利用相關(guān)的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)公式對(duì)桿

4、件的橫截面積進(jìn)行分析、計(jì)算并求解。然后采用其他的機(jī)械設(shè)計(jì)方法對(duì)所計(jì)算出來(lái)的桿件橫截面積進(jìn)行檢驗(yàn)、驗(yàn)證,以最大限度保證桿件橫截面積計(jì)算的準(zhǔn)確性。最后利用強(qiáng)度計(jì)算公式對(duì)相應(yīng)的計(jì)算驗(yàn)證數(shù)值進(jìn)行再次的審核校對(duì)。理論設(shè)計(jì)技術(shù)遵循的是恒定公式計(jì)算、校對(duì)核查法則,與靈活多變的現(xiàn)實(shí)情況不完全吻合。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中,很難對(duì)機(jī)械的安全系數(shù)進(jìn)行合理把控,使得所設(shè)計(jì)制造出的機(jī)械產(chǎn)品安全性能低經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)是根據(jù)書(shū)本知識(shí)學(xué)到的間接經(jīng)驗(yàn)或者是工作設(shè)計(jì)人員以往積累起來(lái)的直接經(jīng)驗(yàn),而從事的當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)工作。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)主要是針對(duì)變化小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、形狀不變的諸如機(jī)架、箱體等特征明顯的零部件

5、設(shè)計(jì)。隨著當(dāng)前社會(huì)的迅速發(fā)展、機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品日趨復(fù)雜,市場(chǎng)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量要求不斷提升,經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)逐步被淘汰出現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域。模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也是針對(duì)零部件而言,對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大的重型整體機(jī)械零件通常采用此技術(shù)。模型實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段能夠?qū)⒋蟛考M(jìn)行小尺寸樣機(jī)模擬,然后根據(jù)小尺寸樣機(jī)的具體情況進(jìn)行調(diào)整修改,以促進(jìn)重型整體機(jī)械零件的不斷優(yōu)化、升級(jí),進(jìn)而達(dá)到市場(chǎng)要求。模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)耗費(fèi)的時(shí)間成本、經(jīng)濟(jì)成本都較高,然而憑借當(dāng)前的機(jī)械制造設(shè)計(jì)水平,還沒(méi)有成型的替代技術(shù)。因此,模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)通常用于特別重大的機(jī)械設(shè)計(jì)中1.2我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)中的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用

6、現(xiàn)狀分析優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元設(shè)計(jì)是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中的最主要的設(shè)計(jì)技術(shù)。優(yōu)化設(shè)計(jì)的學(xué)科理論基礎(chǔ)是高等數(shù)學(xué)中的線性規(guī)劃理論,所憑借的技術(shù)支撐是計(jì)算機(jī)數(shù)值程序設(shè)計(jì)。在最優(yōu)化思想的指導(dǎo)下,現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)日趨完美。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中,通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)優(yōu)化思維和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)所有的機(jī)械設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化分析,進(jìn)而選擇能夠解決各種復(fù)雜問(wèn)題和指標(biāo)最優(yōu)的優(yōu)化方案進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì),能夠從最大程度上實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的完美追求。機(jī)械設(shè)計(jì)理論、工程設(shè)計(jì)實(shí)際問(wèn)題、機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范要求、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)學(xué)規(guī)劃要求、以及機(jī)械設(shè)計(jì)方法都是運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)必要考慮的關(guān)鍵點(diǎn),只有這樣,才能設(shè)計(jì)制造

7、出最優(yōu)化的機(jī)械產(chǎn)品有限元設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是一種數(shù)值計(jì)算方法,被廣泛應(yīng)用與現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)分析中,計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展進(jìn)一步深化了有限元設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)離散法、有限節(jié)點(diǎn)銜接以及協(xié)調(diào)條件求解是有限元設(shè)計(jì)技術(shù)的基本思想。在有限元設(shè)計(jì)技術(shù)中,其節(jié)點(diǎn)數(shù)量是固定不變的,在利用此技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí),只有根據(jù)真實(shí)情況改變單元的數(shù)目,進(jìn)而調(diào)整設(shè)計(jì)的精確度,并促使其無(wú)限接近機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際解。有限元設(shè)計(jì)技術(shù)包含了工程力學(xué)、工程數(shù)學(xué)以及高等數(shù)學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識(shí),能夠用于解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜態(tài)分析、非線性問(wèn)題求解、復(fù)雜結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析以及非穩(wěn)態(tài)問(wèn)題求解2我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的未來(lái)

8、發(fā)展趨勢(shì)分析在吸取傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)精華理念,結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)的基礎(chǔ)上,我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)

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