探討現代機械設計方法

杜寶林

【摘要】對于現階段的社會發展而言，很多的事物都發生了較大的變化。現代機械設計方法要具備智能化、自動化、高效率、高水準等特點，既要滿足生產生活的需要，同時還要最大限度避免過去的一些固有問題。另一方面，隨著經濟的不斷增長，社會對現代機械設計方法提出了更多的要求，所以，我們需要進一步優化研究現代機械設計方法，從內部和外部解決眾多的問題。本文介紹了現代機械設計的特點，及計算機輔助機械設計方法。

【關鍵詞】機械 計算機 設計 探索

機械設計是根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算，并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程，其目標是在各種限定的條件下設計出最好的機械，即做出優化設計。隨著科技的進步，特別是計算機科學、系統科學的發展，機械設計水平發展得很快。多種設計技術和理論交叉融合，使得機械設計方法進一步拓展，設計手段也更加精確化和智能化。

1現代機械設計概述

1.1現代機械設計的內涵

在20世紀60年代初期，人們將機械設計方案的過程分為不同的設計階段，如用戶體驗階段、設計方案階段、技術設計與工藝設計階段等。但是隨著科技的不斷發展，產品技術的發展不再單純依賴于設計者的思想靈感或經驗技術，而是逐漸發展成為一門科學，并且是以知識為基礎，具有科學設計手段的現代機械設計技術。隨后，現代機械設計又引進了多種不同的設計方法理念，例如系統科學、信息科學、計算機技術等，這些都為我國的機械設計理念增色不少。

1.2現代機械設計的特點

現代機械設計種類繁多，其結構也越來越復雜。現代機械設計可以從實現功能的角度來考查，其中包括系統功能、傳統功能、執行功能和操作功能等，這些功能都可以用來協助機械的運作，每一種功能都有其自身的特點。現代機械設計方法一般都是憑借計算機網絡或其他一些現代化機械設備，引進先進的現代化設計理念及方法，創造出具有現代化機械設計特點的作品。現代機械設計的主要工具也是計算機，如利用計算機計算、分析、繪圖等，可以大大提高現代機械設計的效率。

2現代機械設計方法

2.1現代機械設計的優化

設計的優化就是通過不同的方式進行方式的優化，在機械設計的過程中對產品的結構以及性能進行優化設計，這樣的優化是為了保證設計出的機械產品一方而具有外在的品質保證，另一方面是保證產品的內在的質量。優化設計一般分為兩種方式。

2.1.1數學規劃實現的設計優化

我們說的數學規劃法，就是把數學規劃的理論作為基礎，是一種嚴格意義上的優化方法。這種算法對理論依據有很高的要求，同時對設計流程的規格也有著嚴格的標準。因為這種規劃方法在計算的過程中要進行很多的迭代，并對數學模型要求高性態。所以這樣的優化方式的適用范圍很小，適用于目標明確，容易建立數學模型或者結構不復雜的機械設計中。

2.1.2人工智能實現的設計優化

現代機械設計是我國人民創造型勞動中的一種，機械設計的過程需要進行以下四個步驟，任務的明確，設計方案，設計技術以及設計施工，并且每個環節都要及時地對建立的模型進行仔細分析，對設計的模型進行修改與合理性評價。人工智能優化設計活動有下面兩種，一直對設計數值的計算，內容主要是大量的繪圖與計算分析；二是對設計方案進行設計以及推理，內容主要是方案的提出，方案的優化以及設計結構等方面。因為思考和推理是這種優化活動的基礎，所以這就要求設計人員要有豐富的專業知識和設計經驗。

作為機械設計重要的內容，設計方案的設計以及推理設計的結果對產品的質量起養關鍵性的作用，在這種情況下使用人工智能技術能為設計中的非數值計算工作提供保障。

2.2現代機械設計的并行設計

我們說的機械設計的并行設計就是在對機械產品進行設計的時候，通過應用IT技術中的CAM或者CAD技術，以集成或者并成的方式對產品設計出合適的生產步驟。這種設計方法要求機械設計人員，從設計的最初階段就要對機械產品的整個生產過程，包括生產周期內的設計，測試，工藝規劃以及配置進行細致的考慮和規劃，將產品的概念設計到產品的報廢等一切可能發生的問題進行分析，最大限度地對用戶的需求進行把握。根據設計的效果，通過對并行設計進行全面的評價，對產品的設計進行改進，能有效地保證產品生產過程中的一次成功率，還能夠增強企業的自身管理以及提高資源的利用率，減少生產成本，提高生產效益。

2.3現代機械的網絡協同設計

一般來說，所謂的網絡協同設計，就是通過利用現代的網絡機制，將分布在不同地方的設計資源以及設計任務進行統一，以協同工作中的機制以及平而支撐工具為基礎對信息進行有效的管理，進而完成對機械產品的研發以及設計工作。隨著現代IT技術的不斷發展與成熟，網絡時代中的寬帶也得到了很大程度上的提高，所以利用現代化中多媒體實時數據的傳輸特性，一方面能夠對機械設計中的相關數據進行了解，另一方面還能建立起數據平臺，這個數據平臺是以web為基礎的，進而解決web中數據的修改、訪問以及傳輸工作，從而進一步實現數據的共享，進一步滿足現代機械設計過程中的技術要求。

結語

總之，我們在未來的工作中，首先要進一步分析市場需求、國家的發展方向，居民對機械設備的具體訴求，之后采用有效的方式進行系統優化，保證現代機械設計方法可以長久地被應用，最后再應用到實際的生產和加工工作中。相信在日后的相關工作中，現代機械設計方法能夠取得更大的經濟效益和社會效益。

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