現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新設(shè)計理論與方法

牟洪枚 史成濤

摘要：隨著工業(yè)化和城市化的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會對于工程制造業(yè)的要求也逐漸呈現(xiàn)出多樣化和個性化的發(fā)展態(tài)勢，在質(zhì)量和水準(zhǔn)的要求上也有了層次化的發(fā)展與深入。這也就意味著，機械制造在面臨更為廣闊發(fā)展市場的同時，也面臨著更多的挑戰(zhàn)和風(fēng)險。如何在保證自身質(zhì)量的基礎(chǔ)上優(yōu)化自身的技術(shù)運用水平和設(shè)計理念升級，是當(dāng)下機械設(shè)計中面臨的主要任務(wù)。傳統(tǒng)的機械制造較為零碎松散，在具體生產(chǎn)過程中對質(zhì)量的把握也較為粗糙，如果不對現(xiàn)狀加以改進和創(chuàng)新，終將會被現(xiàn)代化市場所淘汰。要注重先進工藝指導(dǎo)下的設(shè)計發(fā)展，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化進步。

關(guān)鍵詞：工程機械;發(fā)展;現(xiàn)代設(shè)計方法

1機械設(shè)計理論與方法的發(fā)展進程

縱觀世界現(xiàn)代機械設(shè)計的發(fā)展歷程，按照時間節(jié)點，現(xiàn)代機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展可以分為兩個階段，第一階段要追溯到17世紀(jì)，一直到20世紀(jì)中葉，是現(xiàn)代機械設(shè)計的初級階段，該階段的機械設(shè)計非常傳統(tǒng)，且設(shè)計的水平一般，方法、理念等方面更無科學(xué)化可言。很多時候新產(chǎn)品的研發(fā)速度非常慢，可以說，此時的機械設(shè)計不僅受到各種條件的制約，生產(chǎn)力低下，無法滿足當(dāng)時市場的需求。第二階段是從20世紀(jì)中后期至今，新興技術(shù)的引進，帶動了現(xiàn)代機械設(shè)計技術(shù)的提高，在這一階段，我國機械制造業(yè)的整體水平都得到了大幅度提升。

2現(xiàn)代機械設(shè)計理論與方法需具備的特點

2.1創(chuàng)新性

21世紀(jì)以來，創(chuàng)新已經(jīng)滲入到人們的生產(chǎn)、生活中，對我國各行各業(yè)的影響非常深遠(yuǎn)，更是現(xiàn)代機械設(shè)計快速發(fā)展到的源泉。從企業(yè)的角度看，不進行積極地創(chuàng)新該給，就無法在新型市場經(jīng)濟的激烈競爭中獲得一席之地。對研究人員來說，創(chuàng)新是其開展現(xiàn)代機械設(shè)計理念的基礎(chǔ)，一方面研究人員要結(jié)合傳統(tǒng)設(shè)計理念中的重要部分，另一方面要將現(xiàn)代先進技術(shù)理念融合進去。目前，在我國現(xiàn)代機械設(shè)計領(lǐng)域，很多技術(shù)人才在學(xué)習(xí)先進國外經(jīng)驗的同時，能夠充分發(fā)揮自己的主觀能動性，充分利用現(xiàn)代機械設(shè)計不斷創(chuàng)新的特點，挖掘機械設(shè)計理論的核心體系，促進我國現(xiàn)階段很多機械設(shè)計產(chǎn)品實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

2.2綜合性

隨著我國現(xiàn)代機械設(shè)計的快速發(fā)展，在人們智慧下，已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)代機械設(shè)計與市場需求相互融合，在人們的生產(chǎn)、生活中發(fā)揮了重要的作用。作為現(xiàn)代機械設(shè)計人才，在創(chuàng)新的同時，還要考慮現(xiàn)代機械設(shè)計產(chǎn)品的綜合性發(fā)展，對產(chǎn)品可以創(chuàng)新，但是不能天馬行空的想象，要讓自己的產(chǎn)品符合人們生產(chǎn)、生活的需求。在設(shè)計現(xiàn)代機械產(chǎn)品時，就要求設(shè)計員們主要考慮產(chǎn)品與市場的融合、產(chǎn)品與人們需求的融合等方面，科學(xué)的作出綜合性考量，這樣才能確保更多現(xiàn)代機械設(shè)計產(chǎn)品的生產(chǎn)，進而滿足市場經(jīng)濟的需求。

3工程機械的現(xiàn)代設(shè)計方法

3.1定制化設(shè)計方法

工程機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高、設(shè)計周期長。實踐中能否滿足客戶對這類產(chǎn)品的多樣化需求，體現(xiàn)著工程機械設(shè)計水平。因此，為了實現(xiàn)對工程機械可視化定制產(chǎn)品的加工制造，則需要通過對CAD在協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)支持下的科學(xué)利用，針對性地開展這類產(chǎn)品的定制化設(shè)計開發(fā)工作，促使客戶的個性化需求能夠得到有效表達(dá)，并降低工程機械產(chǎn)品的產(chǎn)出風(fēng)險。同時，基于協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)的工程機械設(shè)計，通過對CAD的科學(xué)使用，可實現(xiàn)對設(shè)計者更改信息的實時獲取，有效應(yīng)對工程機械設(shè)計風(fēng)險，最大限度地降低其設(shè)計中的問題發(fā)生率。除此之外，協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)與CAD共同支持下的工程機械設(shè)計工作開展，通過對定制化設(shè)計方法的使用，可實現(xiàn)資源共享，為客戶提供定制化的設(shè)計開發(fā)產(chǎn)品，高效地完成相應(yīng)的設(shè)計工作，促使工程機械在實踐中的設(shè)計質(zhì)量更加可靠，全面提升其產(chǎn)品的潛在應(yīng)用價值。

3.2綠色化的設(shè)計方法

在應(yīng)對工程機械能耗問題的過程中，應(yīng)通過對其功能特性、設(shè)計要求、低碳經(jīng)濟時代形勢變化等方面的綜合考慮，加強綠色化的設(shè)計方法使用，有效開展工程機械產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)工作予以應(yīng)對。實踐中運用這類現(xiàn)代設(shè)計方法的過程中，需要工程機械設(shè)計人員通過對機構(gòu)動力學(xué)與運動學(xué)的分析及理論知識的整合利用，充分考慮連桿機構(gòu)支持下的工程機械最佳運動軌跡與速度，進而在最佳動力傳遞方式的作用下，獲取功能特性良好的工程機械產(chǎn)品，實現(xiàn)對其能耗問題的科學(xué)處理，并拓寬這方面的設(shè)計工作思路，逐漸提升工程機械綠色化的設(shè)計開發(fā)工作水平，為其產(chǎn)品應(yīng)用范圍的擴大打下基礎(chǔ)。

3.3其他的現(xiàn)代設(shè)計方法

在選用工程機械現(xiàn)代設(shè)計方法的過程中，也需要通過對有限元分析技術(shù)、疲勞強度分析技術(shù)、零件強度設(shè)計等方法的科學(xué)使用，實現(xiàn)對工程機械的有效設(shè)計，并通過對再制造技術(shù)的充分利用，實現(xiàn)相應(yīng)產(chǎn)品的再制造設(shè)計，促使工程機械產(chǎn)品應(yīng)用過程中具有良好的節(jié)能、環(huán)保特性，滿足其科學(xué)設(shè)計方面的要求。同時，應(yīng)通過對新型能量回收液壓系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的高效利用，使得對工程機械產(chǎn)品應(yīng)用中構(gòu)件方面多余能量的再次利用，豐富工程機械設(shè)計內(nèi)涵的同時健全其設(shè)計方案，？充分發(fā)揮其現(xiàn)代設(shè)計方法的應(yīng)用優(yōu)勢。除此之外，應(yīng)通過對精細(xì)化設(shè)計方法的合理使用，減少工程機械設(shè)計中的細(xì)節(jié)問題發(fā)生，并為其創(chuàng)新設(shè)計工作的高效開展提供參考信息，確保工程機械產(chǎn)品應(yīng)用狀況良好性。實踐中通過對綠色化設(shè)計方法、精細(xì)化設(shè)計方法等不同工程機械現(xiàn)代設(shè)計方法的有效使用，可使最終得到的設(shè)計方案有著良好的適用性，不斷優(yōu)化工程機械產(chǎn)品應(yīng)用中的工作性能。

3.4對現(xiàn)代機械型號、規(guī)格進行創(chuàng)新設(shè)計

我國各行各業(yè)在快速發(fā)展的過程中，對機械型號和規(guī)格精準(zhǔn)度的要求也會越來越高。尤其對機械的型號和規(guī)格，在設(shè)計方面有著非常嚴(yán)格的要求。怎樣才能讓機械的型號和規(guī)格可以滿足各行各業(yè)的需求，這就需要設(shè)計員們進行創(chuàng)新。如在保障機械產(chǎn)品基本功能的基礎(chǔ)上，對產(chǎn)品的型號和規(guī)格進行改進優(yōu)化，使其滿足各行各業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。同時還可以在原有功能的基礎(chǔ)上，不斷豐富其功能，就如同在人們的生活中經(jīng)常使用的刀一樣，通過在外形上改進，使其既可以切菜，又可以起瓶蓋，這樣多功能的產(chǎn)品才是現(xiàn)階段市場的需求。在設(shè)計的過程中，很多設(shè)計員們結(jié)合了數(shù)學(xué)模型的算法，對每個現(xiàn)代機械產(chǎn)品進行精準(zhǔn)設(shè)計，這樣做既可以提高新型機械產(chǎn)品的質(zhì)量，又可以滿足人們對新型機械產(chǎn)品的要求。在實際生產(chǎn)過程中，該方法無疑成為設(shè)計員們的一個技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新。

4結(jié)語

綜上所述，通過對這些內(nèi)容的深入探討，可為工程機械的更好發(fā)展提供支持，完善相應(yīng)的設(shè)計方案，提高工程機械的設(shè)計效率及質(zhì)量。因此，未來在落實工程機械方面的研究工作時，應(yīng)給予其發(fā)展與現(xiàn)代設(shè)計方法運用足夠的重視，確保工程機械設(shè)計有效性，促使其應(yīng)用過程中的實際作用能夠充分發(fā)揮，滿足相關(guān)生產(chǎn)活動高效開展要求。長此以往，可增加現(xiàn)代工程建設(shè)中的技術(shù)優(yōu)勢，優(yōu)化工程機械的使用功能，降低其應(yīng)用問題發(fā)生率。

參考文獻：

[1]陳繪如.新時期中國工程機械行業(yè)發(fā)展研究[J].中國市場，2019（11）：52-54.

（作者單位：沈陽申藍(lán)航空科技有限公司1 沈陽業(yè)成環(huán)保設(shè)備制造有限公司2）