关于机械设计中新型材料的选择及应用的探讨

关于机械设计中新型材料的选择及应用的探讨

郭均军刘辉

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摘要：材料的选择和应用在机械设计中起着重要的作用，不仅关系到产品的质量，而且对整个行业的发展有着重要的影响。因此，在机械设计中，材料的选择和应用应综合考虑各种因素。材料的选择不仅要满足设计要求，还需要保证材料具有较强的经济性、实用性和环保性，为机械设计行业的发展打下良好的基础。

关键词：机械设计;材料选择;应用

1机械设计中材料选择应用重要性及注意事项

1.1机械设计中材料选择应用的重要性分析

目前，在科学技术的推动下，产业体系逐步完善，整个机械设计加工行业面临着新的发展机遇和挑战。社会的进步使得市场对机械设计的需求也进一步增加，从而导致材料的短缺。机械设计中的材料是零件生产的基本要素。只有正确处理材料的供应和选择，才能促进机械设计的可持续发展。机械设计中的一些材料在当前的发展中已经成为稀缺资源。社会发展需要与机械设计之间的矛盾日益突出。在这一过程中，机械设计中材料选择和应用的空间也被挤压。因此，在有限的发展空间中，材料的选择和应用在机械设计中显得尤为重要。

1.2机械设计中材料选择应用应注意的事项

在机械设计的选材和实际应用过程中，应充分考虑一些问题。首先，要充分考虑其经济性和适用性。这是应对当前机械设计发展新形势的一种策略。在机械设计原材料的选择上，应充分注意其经济性，在适用性的基础上，选择价格相对低廉、能满足实际需求的材料，以促进机械设计的可持续发展。另外，在机械设计材料的选择和应用上要注意绿色环保，注意社会经济发展过程中的环境问题，选择一些能耗低、效率高、污染少的材料，并充分重视可持续发展的理念，为机械设计的健康稳定发展打下基础。

2机械设计中材料选择的关键因素

2.1了解材料的属性与利用价值

在机械设计中，材料选择的关键是了解材料的性能和利用价值。如上所述，机械的质量、价格和成本与他们选择的材料密切相关。因此，为了更好地保证机械的质量，在进行机械设计和加工前，需要进一步了解材料的相关性能和利用价值，以便根据机械设备的使用情况选择合适的材料。此外，材料的利用价值也会对机械设计产生严重影响。例如，使用价值较低的材料，无疑会导致机械设计价格和成本的较大上涨。因此，为了有效降低机械设计成本，需要选择具有较高利用价值的材料进行机械设计。

2.2严格控制机械产品的加工制度

在机械设计的选材上，还需要严格控制机械产品的加工制度。机械产品的加工系统不仅会影响机械产品的加工质量，还会对其加工效率产生一定的影响。因此，为了加快机械产品的加工效率，有必要进一步完善机械产品加工体系，加强对机械产品工资增长的控制和管理。我们还需要加强对机械产品加工过程的监控，以避免加工过程中出现差错等问题。

2.3充分考虑操作环境

在机械设计阶段，材料的质量和强度是不容忽视的两个因素。在材料选择上，机械材料的工作环境是提高机械工程整体质量的前提。同时，机械工程师可能会受到环境因素的直接而深刻的影响，如果不重视环境因素，就可能导致有害的后果。当工作环境为酸性时，由于金属材料的特性，很容易溶解。在这种情况下，应选择和保护防腐材料；如果工作环境潮湿，机械部件可能会被腐蚀。

3在机械设计中材料选择的有效策略

3.1选择载荷类型材料的具体策略

在研究中，我们发现很多机械零件的失效主要是由于设计过程中材料的承载能力与具体标准不相适应。机械零件的应用性能可以进一步抑制零件失效的缺陷，这就要求机械设计人员在选材过程中完成对零件失效与外载性能关系的处理。因此，设计人员在选材时需要注意选材的受力和承载力。具体来说，在机械设计中，材料的加载主要包括以下几个方面：

3.1.1如果材料的外力使机械零件扭曲或弯曲，材料的最大应力基本上会集中在最外层。可以发现，机械材料的表面性能对抑制构件失效有非常积极的作用。如果在机械设计中要选择承载能力强的材料，可以选择采用低碳钢或中碳钢的调质方法来完成这些材料的机械制造或加工。

3.1.2 在机械活动中，一些零件会承受压应力、拉应力和剪应力，这说明机械材料上的外载荷均匀分布在零件的横截面上。这说明设计者必须选择具有均匀分布特性的材料，从而提高机械生产加工效率，保证机械制造活动的顺利实施。

3.2选择合金以及中碳素钢的策略

目前，在原材料市场上，低碳钢具有成本优势、可加工性强、可操作性强等优点，因此得到了广泛的应用。但在工作过程中，仍然存在一些问题：低碳钢本身存在一些缺陷。例如，低碳钢具有较低的韧性和强度；中等及以上形状的零件和材料将难以进行热处理和硬化操作。由于低碳钢材料的这些缺陷，机械设计人员在选材过程中会受到诸多限制。在深入研究的过程中可以发现，通过添加一定量的合金元素，碳钢可以进一步加工成合金钢。与碳钢相比，它具有更高的韧性和强度。如果设计师选择合金钢作为机械材料，就相当于给机械零件增加了一些特殊的性能，包括：耐高温、耐磨损、耐腐蚀等性能。然而，在很多人看来，虽然合金钢的性能要比碳钢好很多，但它只适用于对外力要求较高的场合。在其他情况下，主要使用碳钢。

4机械设计中材料的选择以及应用方法

4.1实用材料的选择以及应用

在机械设计中，无论是材料的选择还是应用，都必须考虑材料的实用性。在机械设计中，材料的应用需要有效的参考设计过程指标和过程方法。也就是说，很有必要把需要和工艺特性的具体差异结合起来，这样才能更好地满足生产要求，这属于比较基本的要求。此外，加工零件还需要适应设计要求。

4.2低耗材的选择以及应用

当前，社会各界高度重视节能环保和可持续发展。在机械设计材料的选择和应用中，所选用的材料必须具有低能耗、无污染的特点。同时，在加工和加工机械设计材料的过程中，我们需要适应这些具体的要求。一般来说，许多机械零件都需要热处理工艺。但是，在进行热处理时，如果工艺方法不当，会造成不合格产品的严重失效，甚至带来非常严重的污染问题。因此，在机械材料的选择过程中，必须尽量避免使用需要热处理的材料。我们可以选择在冷轧和热轧条件下仍能反映材料性能的具体材料。如果在材料加工和处理过程中，难以避免使用热处理，那么就必须选择一些处理环节较少的材料，这样才能大大降低能耗和污染。

4.3无害材料的选择以及应用

在机械设计过程中，很多材料都是危险材料，如：隔板元件。在使用过程中，不仅会出现严重的环境污染问题，还会对人体健康造成不良影响。因此，在选材过程中必须控制这些材料的危害。可以采用一些测试方法来完成对所选材料的测试，从而避免一些有害材料在机械设计和机械设备中由于测试的疏忽而产生的问题。

结束语

随着经济的不断发展，各类机械企业发展迅速。对于这些企业来说，面对日益激烈的市场竞争，为了提高市场占有率，实现更好的发展，需要提高机械生产效率，注重产品质量的提高。为了提高产品质量，机械企业需要对产品进行合理的设计，因此在企业发展过程中，机械设计起着极其重要的作用。机械设计的合理性对产品制造的质量和成本有很大的影响，也直接关系到企业的可持续发展。

参考文献：

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[2]王杰，程明远，李士晓.浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].科技信息，2011，5（10）：13-14.