機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計及應(yīng)用分析

李志華

【摘 要】機(jī)械結(jié)構(gòu)的動態(tài)設(shè)計，目的是通過提出最佳的方案以滿足機(jī)械結(jié)構(gòu)更新?lián)Q代的需求。機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，促使機(jī)械結(jié)構(gòu)面臨著市場競爭，需要將動態(tài)設(shè)計的方式引入其中，才能保障機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能和穩(wěn)定性。因此，優(yōu)化機(jī)械機(jī)構(gòu)的動態(tài)設(shè)計對促進(jìn)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義?；诖?，本文將著重分析探討機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用要點(diǎn)，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械結(jié)構(gòu)；動態(tài)設(shè)計；應(yīng)用

當(dāng)前，機(jī)械領(lǐng)域不斷持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)無法滿足市場需求，為了提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，結(jié)合相關(guān)設(shè)計要求，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中采用合適的技術(shù)，從多角度、多方面進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計，科學(xué)修正機(jī)械結(jié)構(gòu)，完善機(jī)械結(jié)構(gòu)性能。傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計模式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前工業(yè)發(fā)展需求，本文主要對機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計及應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

一、機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計

機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計是指根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的特性，構(gòu)建動力模型，應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計的流程內(nèi)。動態(tài)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠找出機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計中的薄弱項目，根據(jù)模型的模擬狀態(tài)，提出相關(guān)的改進(jìn)措施。機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計中需要選擇有效的變量信息，完善初始參數(shù)和修改后參數(shù)的使用，促使結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計達(dá)到優(yōu)化的狀態(tài)，強(qiáng)化機(jī)械產(chǎn)品的實踐設(shè)計[1]。機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計方法，符合現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品精細(xì)化的設(shè)計要求，提供穩(wěn)定的設(shè)計模型，為機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計提供穩(wěn)定的模型和設(shè)計方法，規(guī)范機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計。

二、機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計中常用技術(shù)的應(yīng)用

1.有限元建模技術(shù)在結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計中的應(yīng)用

我國機(jī)械行業(yè)快速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式越來越復(fù)雜，這對于機(jī)械設(shè)計提出了更高的要求。機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計是一項復(fù)雜、繁瑣的工作，將有限元做為設(shè)計建模的理論基礎(chǔ)，積極分析機(jī)械結(jié)構(gòu)的動態(tài)設(shè)計。有限元技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用，簡化復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計，利用有限元技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢，優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計，確保機(jī)械產(chǎn)品良好的使用性能，延長其使用壽命，不斷提高機(jī)械設(shè)計水平。有限元建模技術(shù)可以將機(jī)械動態(tài)設(shè)計的不同單元體，組合到同一個求解區(qū)域內(nèi)，規(guī)劃出機(jī)械產(chǎn)品所需的設(shè)計結(jié)構(gòu)，模擬可能使用的幾何形狀，體現(xiàn)數(shù)值分析方法的優(yōu)勢[2]。有限元建模技術(shù)在機(jī)械動態(tài)設(shè)計中，需要注重單元函數(shù)的求解過程，得出未知函數(shù)的準(zhǔn)確表達(dá)。

2.ANSYS在結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計中的應(yīng)用

機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)化設(shè)計中采用ANSYS技術(shù)，這種軟件提供簡單的計算程序和穩(wěn)定操作，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，分析機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，以此為基礎(chǔ)，改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計流程和步驟，構(gòu)建有限元。在使用 ANSYS 軟件系統(tǒng)時，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計具體需求，然后配合應(yīng)用 CAD 軟件，準(zhǔn)確計算機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。當(dāng)前，ANSYS軟件在機(jī)械結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣泛，及時反饋機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果，分析機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)非線性變化，消除機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計誤差，全面提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和準(zhǔn)確性[3]。 ANSYS軟件的使用可以事先利用機(jī)械模型進(jìn)行各種狀況的仿真模擬計算，通過對機(jī)械結(jié)構(gòu)的各項性能特點(diǎn)，及時發(fā)現(xiàn)問題并提出應(yīng)對措施，為解決實際生產(chǎn)過程中機(jī)械結(jié)構(gòu)問題提供科學(xué)合理的理論依據(jù)。從具體作用上分析，ANSYS軟件在機(jī)械結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用可以幫助機(jī)械設(shè)計人員在進(jìn)行方案設(shè)計的時候做出準(zhǔn)確的判斷，縮短產(chǎn)品研發(fā)的設(shè)計生產(chǎn)周期，減少不必要的損失，不僅可以節(jié)省大量的人力物力和財力，還可以提高生產(chǎn)效率和工作質(zhì)量。

三、機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計研究應(yīng)用

機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)在我國的機(jī)械行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，其在汽車、航空航天、船舶行業(yè)、建筑機(jī)械等行業(yè)中均取得了重大的成果。在汽車行業(yè)中，隨著社會的發(fā)展和人們需求的更新，汽車行業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了客車車身輕量化的優(yōu)化設(shè)計、汽車車身形態(tài)仿生的優(yōu)化設(shè)計、汽車車身安全性的優(yōu)化設(shè)計以及面向行人下肢碰撞保護(hù)的優(yōu)化設(shè)計等目標(biāo)。在航空航天行業(yè)，其作為國家科學(xué)技術(shù)綜合水平和實力的體現(xiàn)，機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計在航空航天行業(yè)得到了高度的重視，并應(yīng)用到航空航天技術(shù)中每一產(chǎn)品的設(shè)計上。在船舶行業(yè)，我國經(jīng)過自主創(chuàng)新研究，對潛艇外部液壓艙、油船剖面、潛艇結(jié)構(gòu)等方面的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了研究，旨在提高船舶行業(yè)各研究對象的性能。與此同時，結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計在高速公路瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)、液壓縮管機(jī)模具、雙層組合套管、基床結(jié)構(gòu)等很多方面的優(yōu)化設(shè)計上也發(fā)揮著重要的作用，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

四、結(jié)束語

機(jī)械結(jié)構(gòu)的動態(tài)設(shè)計是一項非常復(fù)雜、專業(yè)的過程，其涉及動力、電子等學(xué)科知識，仔細(xì)分析機(jī)械結(jié)構(gòu)使用性能和動態(tài)特性，結(jié)合相關(guān)技術(shù)應(yīng)用和動態(tài)設(shè)計，積極采用多項優(yōu)化措施，提高機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)化設(shè)計的科學(xué)性和合理性，充分體現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計的價值?？偠灾?，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，加快了機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐。以往的機(jī)械產(chǎn)品的制造，大多采用的是一種批量生產(chǎn)的方式，產(chǎn)品的種類極其單一。而現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品的制造更多采用的是一種小批量、多種類的生產(chǎn)方式。為了增強(qiáng)企業(yè)的競爭力，在市場上占據(jù)更大的份額，機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)要盡可能地縮短生產(chǎn)的周期，降低生產(chǎn)的成本。如今機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用范圍也是極其廣泛的，深刻影響著我國各行各業(yè)的發(fā)展。為了機(jī)械產(chǎn)品能夠在人們的生產(chǎn)和生活中正常發(fā)揮作用，機(jī)械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計的優(yōu)化是十分必要的。這就要求我們在以后的實際工作中必須對其實現(xiàn)進(jìn)一步研究探討。

【參考文獻(xiàn)】

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