當(dāng)前機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用

劉慶橋 李世芳

摘 要：當(dāng)前，對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)已經(jīng)得到了較為廣泛的關(guān)注，創(chuàng)新是為了對(duì)機(jī)械進(jìn)行更好地利用，同時(shí)也是為了將其實(shí)際效能發(fā)揮出來。對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)來說，一般其思維都較為統(tǒng)一，且以變?cè)橹?，因?yàn)檫@種方法使用簡(jiǎn)單，在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中利用邏輯化的思維可以對(duì)可變?cè)剡M(jìn)行系統(tǒng)化的梳理。對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，它是一項(xiàng)非常具有創(chuàng)造性的工作，在設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)需要時(shí)刻對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，這樣才能讓設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化效果。本文主要從機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)談起，進(jìn)一步探討創(chuàng)新性思維在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新設(shè)計(jì);機(jī)械結(jié)構(gòu);應(yīng)用

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心在于產(chǎn)品功能的創(chuàng)新性性以及多樣化，進(jìn)而才能夠滿足人們對(duì)于機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用需求，這就要求機(jī)械產(chǎn)品中必須展示其獨(dú)特性以及創(chuàng)新性，進(jìn)而才能夠促使機(jī)械產(chǎn)品獲得較為廣闊的市場(chǎng)空間。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，是將機(jī)械理論變成實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙的過程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅需要考慮到機(jī)械產(chǎn)品的材料構(gòu)成、尺寸大小、表面處理工藝以及表面粗糙度等等，還需要考慮到與其他零件之間的連接方式以及產(chǎn)品方式等等。創(chuàng)新設(shè)計(jì)指的就是改變機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)因素，得到機(jī)械產(chǎn)品功能創(chuàng)新以及性能創(chuàng)新的目的。

1現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新要樹立創(chuàng)新觀念

想要對(duì)過去傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)模式進(jìn)行創(chuàng)新，要求機(jī)械設(shè)計(jì)的人員必須要有一個(gè)大膽地創(chuàng)新理念，并且要將創(chuàng)新理念很好的應(yīng)用到實(shí)踐之中去，創(chuàng)新就代表將過去傳統(tǒng)思維方式進(jìn)行突破，對(duì)現(xiàn)代超前設(shè)計(jì)的理念來對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行思考。對(duì)于一個(gè)國家以及一個(gè)民族來說，創(chuàng)新是必不可少的必需品，對(duì)于一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的人員來說.如果沒有一定的創(chuàng)新能力，設(shè)計(jì)人員自身設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品就不能夠被人們肯定。任何一個(gè)專業(yè)以及優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人員必須要對(duì)創(chuàng)新的理念進(jìn)行謹(jǐn)記，運(yùn)用一個(gè)十分特別的創(chuàng)新思維來在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中對(duì)問題進(jìn)行深入的思考，進(jìn)而不斷應(yīng)用自身專業(yè)的知識(shí)來促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)工作不斷的變革。創(chuàng)新自身具有一定的獨(dú)創(chuàng)性，所謂的創(chuàng)新就是指勇于對(duì)過去傳統(tǒng)的理念進(jìn)行突破，將常規(guī)思想打破尋找一個(gè)合理的新功能、新機(jī)構(gòu)，獨(dú)創(chuàng)性能夠很好的使機(jī)械設(shè)計(jì)的方案在創(chuàng)新理念方面脫穎而出，設(shè)計(jì)人員不斷對(duì)更高層次創(chuàng)新工作進(jìn)行追求。創(chuàng)新還具有一定的實(shí)用性，所謂的實(shí)用性主要體現(xiàn)在對(duì)于市場(chǎng)的可生產(chǎn)性以及市場(chǎng)的適應(yīng)性這兩個(gè)方面。創(chuàng)新具有一定突破性，突破性要求機(jī)械設(shè)計(jì)人員必須要勇于突破慣性思維，從自身定向思維之中解脫出來，善于從新技術(shù)領(lǐng)域之中對(duì)有用事物進(jìn)行接受，進(jìn)而提出一個(gè)全新的原理。最終為機(jī)械設(shè)計(jì)工作自身打開一個(gè)全新局面。

2機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求

2.1功能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

眾所周知，機(jī)械制造的主要目的就是滿足人們對(duì)于機(jī)械的功能需求對(duì)原材料進(jìn)行加工并形成成品的一個(gè)過程。作為機(jī)械制造的初始階段，機(jī)械的功能設(shè)計(jì)不僅要滿足客戶的實(shí)際需求，更要展現(xiàn)出創(chuàng)新性，要求設(shè)計(jì)的產(chǎn)品必須滿足相關(guān)的機(jī)械工作原理，還要保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性、工藝力學(xué)以及材料力學(xué)和裝配性能等相關(guān)因素的要求。

2.2質(zhì)量控制要點(diǎn)

機(jī)械在鑄造的過程中不僅要考慮到功能的實(shí)現(xiàn)，更多的還要考慮到產(chǎn)品的最終質(zhì)量。包括產(chǎn)品的精度、剛度以及結(jié)構(gòu)力學(xué)等標(biāo)準(zhǔn)是否符合，針對(duì)會(huì)影響機(jī)械產(chǎn)品制造質(zhì)量的因素進(jìn)行分析。一方面，通過控制這些質(zhì)量影響因素來控制機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和性價(jià)比，有效保障其質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。另一方面，還要充分考慮到機(jī)械的操作便捷性、外觀以及安全特性和節(jié)能環(huán)保等方面的內(nèi)容。因產(chǎn)品的質(zhì)量不僅是由施工工藝和材料來決定的，所以要做到全面的考慮。

2.3優(yōu)化與創(chuàng)新設(shè)計(jì)

隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也愈發(fā)激烈。因此，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方式已經(jīng)成為機(jī)械制造企業(yè)的有力競(jìng)爭(zhēng)，在產(chǎn)品中引入創(chuàng)造性的思維和其他的學(xué)科技術(shù)，進(jìn)一步應(yīng)用于機(jī)械制造的優(yōu)化設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，有效的提高機(jī)械技術(shù)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提是有大量的可能性方案，和優(yōu)化空間，包括對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、材料以及連接方式、尺寸形狀等方面的優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法

3.1材料、數(shù)量變?cè)?/p>

在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，材料的選擇有很多種，針對(duì)不同的材料會(huì)沿用不同的加工工藝和結(jié)構(gòu)類型設(shè)計(jì)以及零件尺寸確立。機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)可以通過調(diào)整材料比的方式，制定出不同的結(jié)構(gòu)方案。另外，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)元素也較多，包括加工面和工作面、輪廓面以及輪廓線甚至零件本身等很多元素。機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)可以通過對(duì)結(jié)構(gòu)中的元素?cái)?shù)量進(jìn)行調(diào)整和改變，以實(shí)現(xiàn)改變機(jī)械結(jié)構(gòu)的目的，達(dá)到創(chuàng)新的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.2位置、尺寸、形狀變?cè)?/p>

前面提到，機(jī)械產(chǎn)品的位置、尺寸以及形狀設(shè)計(jì)是影響最終機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的最主要因素。針對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各個(gè)元素的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整和改變，以獲得更加優(yōu)化的設(shè)計(jì)。例如，機(jī)械產(chǎn)品的零件非常多，在安排零件的焊縫位置時(shí)，應(yīng)對(duì)應(yīng)中性軸或者靠近中性軸等位置，避免增大收縮力或者導(dǎo)致變形彎曲。另外，通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的零件尺寸變?cè)?，?duì)其角度、長(zhǎng)度以及距離等因素進(jìn)行調(diào)整，或者對(duì)機(jī)械構(gòu)建和零件進(jìn)行改變，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出最佳的方案。此外，還可以通過改變機(jī)械的結(jié)構(gòu)零件表面和整體形狀、輪廓以及零件的規(guī)格、類型等內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的整體創(chuàng)新優(yōu)化效果，也是創(chuàng)新機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的途徑之一。

4通過變?cè)ㄍ瓿蓹C(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新

如今，機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指采用機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變?cè)?，改變機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)因素，進(jìn)而獲得機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，但是創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)需要滿足于應(yīng)用需求，并且在性能、經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)于原始的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，變?cè)ㄋ芯康膬?nèi)容主要包括：數(shù)量變?cè)?、形狀變?cè)?、材料變?cè)?、位置變?cè)约把b配聯(lián)接變?cè)鹊?，通過進(jìn)行變?cè)軌虻玫皆S多機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，作為設(shè)計(jì)者來說，就需要根據(jù)數(shù)學(xué)模型對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)性能的計(jì)算測(cè)試并且綜合其他因素進(jìn)行考慮，進(jìn)而選擇出最優(yōu)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

事實(shí)上，機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅僅要對(duì)其結(jié)構(gòu)、空間構(gòu)造、材料等相關(guān)因素進(jìn)行改變，其中對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品創(chuàng)新性的評(píng)估也是一項(xiàng)重要的工程。如今，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及機(jī)械制圖、建模軟件的功能化發(fā)展，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作變得更為簡(jiǎn)便。通過二維圖紙的制作以及三維建模，并進(jìn)行模擬仿真加工，完全能夠發(fā)現(xiàn)出機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的相關(guān)問題，有利于設(shè)計(jì)者對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的完善、因此，對(duì)于現(xiàn)代化的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，往往通過變?cè)?，修改三維模型中的數(shù)據(jù)，能夠通過3D模型對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而體現(xiàn)出機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性。

5結(jié)語

在設(shè)備的使用和更新過程中機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到了非常重要的作用，它在很大程度上促進(jìn)了我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)來說找到適合的新方法來替代舊方法是當(dāng)前需要解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)人員具有較強(qiáng)的實(shí)際操作技能和操作意識(shí)，同時(shí)不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路和理念提高，只有這樣才能提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)我國的強(qiáng)國之夢(mèng)。

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