基于新型机械设计理论在汽车工程方向的应用探讨

基于新型机械设计理论在汽车工程方向的应用探讨

 刘本浩

身份证号：210321199709290059

摘要：冶金机械的发展水平象征着一个国家的工业技术的发展程度，在冶金机械中，轧机有着较为广泛的应用。然而国内对于该类机械的研究以及生产实践起步时间相对较晚，尽管引入了国外先进的研发技术，但是依旧面临着产能过剩亦或是生产能力不足等问题，其根本原因在于机械设计制造能力与国外存在较大差距。为解决上述问题，以电磁调控技术作为核心，研究设计一种新型的轧机，并进一步探究了其调控特性。

关键词：新型机械设计理论；汽车工程方向；应用探讨

引言

随着经济的飞速发展，汽车船舶以及精密仪器等机械制造业也被相继带动起来，国内市场对冶金产品的质量也有着更高的要求。而钢铁以及有色金属的装备生产又往往以轧制为主，所以以轧机为代表的冶金机械发展水平象征着一个国家的工业技术的发展程度。但是就目前来看，我国面临着低端产品的产能过剩、高端产品的生产能力不足等问题。就发展形势来看，对于冷轧板带以及轧机的技术改革是十分有必要的，因此笔者展开了有关方面的设计研究工作。

1新型机械设计理论内涵分析

新型机械设计理论是在传统机械设计理论的基础上一步一步发展而来的。传统机械设计理论的形成及应用时间跨度较大——自西方社会第一次工业革命以来，一直到 20 世纪五六十年代，均属于机械设计发展的第一阶段，机械设计理论相对单一，计算公式较为传统，普遍根据以往的经验、传统的规定，完成“定向设计”。受此影响，机械产品的生产规模始终无法扩大，产品质量无法得到保证。但需要注意，从 20 世纪初期开始，尽管全世界范围内的机械设计技术条件、设计工艺水平，能够应用的资源依然处于较为有限的状态，但人类思维层面已经开始进步——很多机械设计人员、工人开始认识到传统机械设计方法及技术存在的局限性，越来越多的人试图创造出新的技术，希望解决传统设计理论以及技术对产品造成的缺陷。

2新型机械设计理论的主要特点

2.1机械设计应呈现出系统化、创新化的特点

现阶段，“机械设计”已经成为一个广义概念——各行各业都需要高精尖的机械设备，设备的创新意味着生产力的创新。特别是对一些制造业企业来说，成功完成新设计，生产方案具有可行性，意味着该企业在行业内处于技术领先地位。综合考虑之下，要求现代机械设计研究人员在传统的设计理念基础上“取其精华去其糟粕”，对一些广泛受到市场认可，且不存在明显短板的技术及设计思路应该沿用；对一些为广大消费者造成不同程度困扰，已经显示出缺陷的产品及技术，应该不断尝试新的设计思路，从而早日解决问题。总体而言，设计人员应该发散思维、大胆创新，将机械设计与先进的科学技术有机结合，在产品结构设计、产品质量保证机制等方面实现全面升级的同时，还应注意控制成本，最终使制造业企业、消费者的需求均能得到满足。

2.2机械设计应呈现出前瞻性、融合性的特点

在传统的消费市场中存在一个共识——先有需求，再有创新。但到了现代社会，该理念本身已经呈现出一定的滞后性——如果制造业企业缺乏主动求变的精神，等到市场提出新的需求之后才开始创新，那么必定呈现出迟滞性。基于此，设计人员应该“主动出击”，通过多元渠道收集消费者的反馈，并制定阶段性的创新方案。比如智能手机领域，最初的显示屏较小、电池续航能力较差、内存空间充裕度较低、经常出现卡顿。手机制造商对此问题有着充分的认知，每一次发布新产品时，各项广受市场关注的性能都会在不同程度上得到升级，从而满足消费者的新需求，市场销售额度自然也更容易达到预期。

2.3机械设计理论的基本概述

机械设计是机械工程所属的一个二级学科，这个学科主要是对产品的研发进行理论设计和对机械性能进行控制。这一学科领域主要包括了机械零件的选择、机械结构的设计、传动方式的设计等方面。涉及到了动力学、力学、美学、摩擦力学、人机工程学、机械创新设计、生物学、机电控制、机械原理等学科之间相互融合，不断创新发展以满足消费者的需求。

3新型机械设计理论在汽车工程中的运用

3.1汽车零部件抗磨损性能提升方面的运用

新型机械设计理论应用于现代汽车工程时，首先需要解决零部件磨损过快的问题。之所以将这一问题放在首位，是因为随着我国综合国力的提升、公路交通网络规模越来越大，私家车的拥有数量正在逐渐提升。根据我国交通部门发布的调查报告，我国 2020 年的私家车保有量（不考虑报废回收以及在 4S 店内售卖的车辆，能够随时上路且有牌照登记的私家车数量）已经超过 6亿辆。大多车主都是出于以下方面考虑：很多车主购买私家车的目的仅仅是为了代步，解决日常生活的出行问题。因此，尽量降低车辆养护成本是这些车主的核心诉求。如果车辆中的某些零部件使用一段时间后便严重磨损，在更换的过程中会导致很多额外的成本支出，这并不是广大车主希望看到的事情。

3.2汽车发动机变速器性能提升方面的运用

汽车发动机是汽车的核心设备，其中，变速器的性能不仅影响汽车驾驶人的操作感觉，而且会影响汽车行驶过程中的安全性。因此，应用新型机械设计理论设计发动机变速器时，设计人员需要做到：通过多元渠道采集发动机、变速器、各个零部件在各种工况下的数据信息。

3.3汽车噪声程度及振动幅度降低方面的运用

包括汽车在内的诸多机械设备提高了人类生产、生活的便捷程度，但其运转过程中会产生不同程度的噪声，部分设备也会频繁振动。这种情况会大幅度降低使用设备时的舒适感。比如人们坐车时，车辆带来的震动感和噪声会刺激耳膜，影响人的中枢神经系统，一些抵抗力较差之人极其容易晕车。基于此，应用新型机械设计理论时，降低噪声程度和车载机械设备的振动幅度同样是重点考虑的内容。根据物理学原理可知，两个距离相近的机械结构，如果振动的频率较为相似，则极有可能产生共振。

3.4汽车结构强度提升方面的运用

在现代社会，每年都会有数百万人死于交通事故。其中，私家车的主要车型——小轿车和吉普、SUV 车型在与大型货车、半挂车碰撞时，损毁率远远高于大型车辆，一些小型车辆乘客的死亡过程可以用“惨不忍睹”来形容。如很多媒体发布的小型车辆与大货车碰撞之后，在数秒时间内便被挤压成“片状”。这种情况已经引起了人们的广泛重视——社会迫切需求汽车的结构强度应该尽可能提升，但同时保证汽车性能。当前的主流设计思路为：车身重量应该尽量降低、车身框架的结构强度必须尽量提升。为达到这一目的，设计人员可以在实际设计期间，围绕车身结构进行有限元分析，即对车身的各个区域、各部分构件开展模态分析，最终达到提高车身整体结构强度的目的。

结语

综上所述，在如今的汽车行业，新型机械设计理论的舞台很大，它的良好应用能让我们事半功倍的同时也能使汽车技术工艺得到优化。进一步深入研究和发展新型机械设计理论，也会给机械设计领域带来更好的前景，进而推动汽车工程良性发展。

参考文献

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