浅析机械结构动态设计及应用

浅析机械结构动态设计及应用

罗中元

广东一鼎科技有限公司528061

摘要：机械领域不断持续发展，传统的机械结构设计已经无法满足市场需求。机械产品的制造更多采用的是一种小批量、多种类的生产方式。为提升企业的核心竞争能力，能够始终处于该领域的不败之位，相关产品的制造要尽可能地降低制造周期，降低生产的投入。如今机械产品的应用范围也是极其广泛的，深刻影响着我国各行各业的发展。

关键词：机械结构；动态设计；应用

引言

机械结构动态设计是一种理论结合实践，应用性广、涉及技术多的先进设计方法，目前许多发达国家，都已经广泛推广了机械结构动态设计技术。通过机械结构动态设计建立精确动力学模型，大大保障了设计与计算精度，准确了解了结构动态特性，对于处理复杂的机械结构具有明显优势。动态设计中利用建模，能获得实时动态测试数据，为结构修改提供了依据，指明了方向，非常具有推广和应用价值。

1.机械结构动态设计概述

机械产品结构的动态设计主要是通过对机械产品特性进行分析，对动力模型进行建构，并在机床设计中应用的流程。动态化机械结构产品设计，可对产品设计过程中存在较薄弱的项目进行查找，根据模型自身模拟状态进行改进。在动态设计过程中应选择性使用有效变量信息，对初始参数及修改后参数信息进行完善并投入使用，确保机械产品结构动态设计状态最佳化，对机械产品时间设计进行强化。为确保

机械产品动态设计符合当下精细化产品设计要求，应确保设计模型稳定，对设计方法及产品设计进行规范。通过对机械结构动态设计进行分析，认为与传统静态设计相比其设计质量全面提升，并对结构的动态性能进行保证，在降低设计成本的基础上对设计效率进行提高。机械结构的动态化设计过程中要积极完善各种参数，选择合适的变量信息，实现机械结构的最优动态设计，做好机械结构的实践设计，并且动态化的机械结构设计应满足精细化设计要求，构建稳定、高效的机械结构模型，采用合理的设计方法，不断提高机械结构动态化设计水平。因此目前机械产品工业应用领域对机械产品动态结构设计应用进行广泛推广。

2.机械结构动态设计要求

近年来，机械产品逐渐朝着轻量化、高精度、高速方向发展，噪声、振动等问题越来越突出，设计人员越来越重视机械产品的性能，为了提高机械结构设计水平，应加强机械产品的试验模态分析，全面了解机械产品的动态特性，考虑到原动机激励影响、输入速度波动、运动副间隙、构件弹性变形等因素，机械产品具有独特的阻尼特性和固有频率，分析机械产品的动强度和运行情况下的振动状况。机械结构动

态设计主要是结合机械产品的性能要求和使用特性，构建科学合理的动力模型，优化机械设计流程，受到动态载荷作用影响，改进机械产品的弹性系数、阻尼系数、构件尺寸、结构形式等，在实际的动态化设计过程中，设计人员应仔细分析机械结构设计薄弱环节，结合机械结构模型模拟状态，有针对性地进行改进和优化。机械结构的动态化设计过程中要积极完善各种参数，选择合适的变量信息，实现机械结构的最优动态设计，做好机械结构的实践设计，并且动态化的机械结构设计应满足精细化设计要求，构建稳定、高效的机械结构模型，采用合理的设计方法，不断提高机械结构动态化设计水平。

3.机械结构动态设计常用技术

3.1有限元建模技术

机械构造运动规划是一项繁杂的任务，使有限元当作规划建立模型的基本概念，主动剖析机械构造的运动规划。有限元建型技能，促进机械构造动态规划的构造，倾向于确实的求解空间，以将机械动态规划的不一样单元体，整合到相同的解答空间里，策划出机械产物所要求的策划构造，有限元建型技能依据几类策划构造，模仿可能利用的空间形状，展示数字剖析办法的优点。有限元建立模具技能就机械运动规划中，一定要注意单元函数的解析经过，取得未知函数的正确表现。

3.2ANSYS软件技术

ANSYS软件下降了机械动态规划中的计算难度，供给牢靠的运作和计算。ANSYS软件，能够依据机械产品动态规划的要求，设计出问题的范围，在这基础上辅助创建有限元，优化机械产品动态规划的步骤。ANSYS软件技术是根据机械设计的相关数据标准，引入CAD软件，完善其计算能力。这项技术广泛在交通、家电等行业的机械产品设计应用，根据大多数用户的体验反映，加强产品的非线性动态变化，有利于提高性能，降低设备地设计误差。

4.机械结构动态设计的优化措施

通过对机械结构动态设计的应用情况进行分析，提出相关优化措施如下。首先，机械产品的结构动态设计具有多样性，设计中涉及的工艺技术相对复杂，对动态设计的实施增加了压力，因此需在动态设计及结构修改方面进行优化处理，以便提供动态设计整体灵敏度。如在实施机械结构动态设计优化相关措施过程中，将设计特征为向量作分析，对动态设计相关数据计算进行完善，明确设计中潜在影响，为设计提供夯实基础。在设计中仔细分析机械结构的特征向量，改进机械结构的数据计算，全面考虑影响机械产品使用性能的影响因素，机械结构动态化设计过程中若变量比较小，应根据机械设备设计理论基础，创新设计方法，结合机械产品动态特性，模拟相关设计特征，注意机械产品局部近似分析。若机械产品的变量较大，可以采用人工神经网络设计方法，全面分析机械结构振动特性，提高机械产品结构的牢固性和稳定性。

其次，机械动态设计过程中存在逆向问题，该问题主要是指实施设计过程中虽然可以满足机械动态特征需求，但结构参数及刚度矩阵不能有效融合。因此在优化设计中应考虑将机械结构动态设计参数向逆特征值进行转化，通过设计对象信息推理，常见求解有限元逆特征值，通过对机械产品结构设计参数研究，借助线性求解得出机械结构尺寸整体数据。优化设计中可将模糊理论进行引入，通过借助实际案例分析对优化设计可行性进行探讨，进一步完善有限元模型建构，对设计中存在的逆向问题进行精确，提高动态设计准确度。最后对机械动态设计中计算机信息技术的应用进行优化，加强对仿真技术的应用及信息化模式的配合，确保动态设计可体现出机械产品的自动化、智能化特点。如在动态设计有限元分析过程中可将机械动力技术、虚拟技术等多项学科的研究成果进行引入，确保机械动态设计综合性提高，根据动态设计需求对计算机信息技术进行应用，提供恰当虚拟环境，加快产品开发，若设计中存在误差确保可借助虚拟环境进行快速更改，在确保设计水平的基础上对机械产品进准度进行有效提升。

在机械结构动态设计应用中，要注重计算机信息技术的应用。由于机械结构动态设计的程序比较复杂，需要借助一些技术软件才能完成，那么在利用软件技术的同时，也要注重设计效果，为了保证机械动态设计具有良好的设计效果，就要在设计中深入落实仿真技术的使用，让机械结构动态设计在虚拟的技术中减少数据、形状的误差，确保机械结构动态设计效果的真实性，同时也提高真实机械产品设计的精确度。此外，还要对动态设计运用信息化建模，让机械动态设计向智能化、自动化方向发展。

结束语

机械结构的动态设计是一项非常复杂、专业的过程，其涉及动力、电子等学科知识，仔细分析机械结构使用性能和动态特性，结合相关技术应用和动态设计，积极采用多项优化措施，提高机械结构动态化设计的科学性和合理性，充分体现机械结构动态设计的价值。

参考文献

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[2]李小刚，程锦，刘振宇，吴震宇.基于双层更新Kriging模型的机械结构动态特性稳健优化设计[J].机械工程学报，2014（3）：165-173.