探析现代设计技术在机械设计中的应用

探析现代设计技术在机械设计中的应用

覃生浩

佛山市美的清湖净水设备有限公司528311

摘要：现代设计技术在机械设计中的应用是一项综合的系统工程，具有长期性和复杂性。在机械设计中，为发挥现代设计技术的优越性，应重点把握好现代技术的内容，面对机械设计日趋复杂的现状，不断探索现代设计技术在机械设计中的应用策略，才能不断提高现代设计技术的应用水平，促进机械设计又好又快地发展。本文主要探究了现代机械设计的特点，现代设计技术在机械设计中的应用以及现代机械设计的创新方法，以供参考。

关键词：现代设计技术；机械设计；创新方法

引言：机械设计是对机械的工作原理、结构、每个零件的材料和尺寸大小等按照实际要求进行构思、分析和计算得出结果，从而将所得结果转化为人为制造产品的一个过程。由于科学技术的不断发展、计算机的广泛使用，致使设计手段发生了翻天覆地的变化，新的科学成果让机械设计的设计思想、理论和方法都变得更加丰富，进一步加快机械设计的改革和发展。同时，现代设计不仅需要让产品具备基础功能，还应在设计产品上将人性和保护环境思想体现出来。只有现代设计能够满足不同用户需求，适合不断变化的市场环境，才能提高机械设计水平。

一、现代机械设计的特点

现代机械种类繁多，其结构形式千差万别，结构的复杂性也在逐渐增大。机械系统在功能上划分，可以分为传动系统、动力系统、操纵系统、执行系统、控制系统等，而每一个系统又可以根据需求的不同来细化为更小的子系统。与传统机械设计不同的是，现代机械设计在设计过程中不仅要对机械工作的原理、运动方式、能量传递方式等各个方面进行计算、分析、构思，同时还必须要在进行设计的过程中运用仿生学、控制论、美学、价值工程等多种科学知识，将这些看似与机械无关的科学知识，运用在机械设计中，从而使得机械在市场中获得更好的竞争力。

二、现代设计技术在机械设计中的应用

1、IT技术在机械设计中的应用

IT技术在机械设计中的应用，主要表现在四个方面，即仿真与虚拟设计技术、网络协同设计、并行设计和智能设计。其中，仿真技术以计算机和专业设备为工具，设计的模型模仿实际需要而产生，是一门多学科的综合性技术。虚拟设计则设计者在虚拟环境中进行的设计，这种多维化人机交互信息环境，使实际产品应有的要求得以在虚拟的环境中实现。网络协同设计结合独到的软件设计理念而产生，对软件模块和项目管理统筹安排，从图形的设计、校审到打印归档等有机统一起来，使成本可以降低，可以更快地完成设计。并行设计更强调功能上和过程上的集成，是相对于传统的串行设计而言的，更强调功能上和过程上的集成，力求更好的满足客户对产品综合性能的要求。就智能设计方面来说，智能设计采用计算机模拟人类的思维活动，能够较好地支持设计过程自动化，从而成为设计人员的重要辅助工具。

2、数学知识在机械设计中的应用

数学知识在机械设计中的应用要把握好三个关键点，一是有限元法；二是优化设计；三是产品可靠性设计。有限元法又称有限单元法，是一种高效能、常用的计算方法。从数学知识理论方面来说，是求解偏微分方程的一种有效的数值方法。优化设计则要求先建立符合实际的数学模型，将设计要求用抽象化的数学符号表现出来。如约束条件和函数，建立目标函数，并根据所建立的模型，寻求最优的设计方案；如机械设计对载荷和工艺方面的要求就可作为设计参数。另外，在应用现代技术进行机械设计时，对于产品可靠性的设计应建立在产品设计之初，以机械的载荷和强度等影响因素为基准，应用可靠性数学理论与方法，保证机械及其零部件满足给定的可靠性指标，可以保障机械的可靠性。

3、新概念在机械设计中的应用

新概念在机械设计中的应用，主要是指绿色产品设计的概念和机械创新设计的概念。具体说来，绿色产品设计是从产品的安全生命周期出发，将生态环境观念有意识地融入到机械设计中，考虑了生命周期各个阶段对环境的影响。为减小能源消耗，机械设计在应用绿色产品设计的过程中，应考虑废弃产品如何回收、再生和利用，对产品和零部件的回收再生循环或者重新利用，才能最大限度地提高资源的循环利用率。机械创新设计的设计过程大致可以分为三个阶段，分别是直觉思维、逻辑思维和创造过程。其中，直觉思维是意识形态领域对机械产品的直观反映，具有强烈的灵感凸显特点。至于直觉思维是否具有实用性，则需要逻辑思维来判断，通过逻辑推理思维进行分析，在反复实验中确定机械产品设计方案的可行性，而对机械产品的创造过程也就是机械创新设计的过程。

三、现代机械设计的创新方法

1、制造工艺的创新

机械设备的固有特征是已经设计制造，它的功能实现原理和操作流程就进入了模式化，从现实的视角来看，机械设备的制造一般重点是在技术上的创新，并且当新技术产生并成熟后，就会进入不断循环且高频度的使用中，且在一段时期内创新就很难在获得突破性进展。为了解决这种问题，可以在机械设备的制造工艺上进行技术开发和创新，通过对机械设备构造中的各组成部分的制造工艺的技术性开发和功能性提升，促进机械设备的整体性能加强，实现机械设计在运用中的创新。

2、自动化程度的提升

机械设备的创新设计要求除了在基础层面提升操作者的实操便捷性，最理想的创新是以自动化的流程设计将一部分的生产工作量从人工操作中解放出来，让自动化的智能功能分担甚至替代一部分原本需要人工完成的工作内容。这种自动化程在整个机械设备系统中的应用，不但可以提升机械设备的整体工作效率，并且还能同步达到对工作精确性的要求，提升机械设备自动化和智能化的创新理念，实现了机械设计在运转流程中的创新。

3、先进信息平台的支持

现代机械的设计理念源头虽然是来自工作人员的个人智慧和工作经验，但要促进这种设计理念高效准确的实现，像计算这种先进信息和网络技术的集成设备的利用必不可少，这个角度的创新主要是在创新效果的实现上起到一定的辅助作用。机械设备设计工作本身是一项非常繁琐细致化的活动，假如只是依靠人力开展设计，不仅仅速度受到影响，而且还无法避免人力操控导致的失误。所以，依托计算机建立起一个综合化的网络平台，不仅仅能够帮助我们吸收先进设计理念，而且还能够确保产品品质，从总体上来讲，它是资源运用方面的发展。

四、结束语

总而言之，在机械制造领域，机械设计占据重要地位，设计人员除了具有必备的设计能力之外，还需具有严谨的做事态度。机械设计并不是一件容易的事，设计人员应将自己的经验阅历与科学技术方法相结合，遵循一定的设计准则，善于总结、结合实际、学会创新与继承，这样设计制造出的产品才能得到用户的青睐。

参考文献

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