試論如何優化機械結構動態設計

摘 要：機械結構的動態設計，目的是提出最佳的方案，滿足機械結構更新換代的需求。機械行業的快速發展，促使機械結構面臨著市場競爭，需通過動態設計的方式，才能保障機械結構的性能和穩定性，所以本文重點分析如何優化機械結構的動態設計。

關鍵詞：機械；結構；動態設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.030

0 引言

機械結構動態設計優化，是機械領域市場發展的結果，打破傳統設計方式的限制，提高動態設計的綜合能力。目前，隨著機械行業的進步，如何優化機械結構的動態設計，成為主要的問題，應該根據機械結構的需求，優化動態設計的過程，確保其具備充足的市場競爭力，體現動態設計的優勢，最主要的是符合機械結構的設計要求。

1 機械結構動態設計分析

機械結構動態設計是指根據機械產品的特性，構建動力選模型，應用到機床設計的流程內。動態化的機械結構設計，能夠找出機械產品設計中的薄弱項目，根據模型的模擬狀態，提出相關的改進措施。機械結構動態設計中需要選擇有效的變量信息，完善初始參數和修改后參數的使用，促使結構動態設計達到優化的狀態，強化機械產品的實踐設計[1]。機械結構動態設計方法，符合現代機械產品精細化的設計要求，提供穩定的設計模型，為機械結構設計提供穩定的模型和設計方法，規范機械產品的設計。

2 機械結構動態設計中的技術

機械結構動態設計中的技術，主要體現在兩個方面，分別是有限元建模技術和ANSYS軟件技術，對其做如下分析：

2.1 有限元建模技術

機械結構動態設計是一項復雜、繁瑣的工作，將有限元做為設計建模的理論基礎，積極分析機械結構的動態設計。有限元建模技術，促使機械結構動態設計的結構，趨向于真實的求解區域，可以將機械動態設計的不同單元體，組合到同一個求解區域內，規劃出機械產品所需的設計結構，有限元建模技術根據幾類設計結構，模擬可能使用的幾何形狀，體現數值分析方法的優勢。有限元建模技術在機械動態設計中，需要注重單元函數的求解過程，得出未知函數的準確表達。

2.2 ANSYS軟件技術

ANSYS軟件降低了機械動態設計中的計算難度，提供可靠的操作和計算。ANSYS軟件，能夠根據機械產品動態設計的需求，規劃出問題的范疇，在此基礎上輔助構建有限元，優化機械產品動態設計的步驟[2]。ANSYS軟件技術中，可以根據機械設計的優化需求，引入CAD軟件，完善計算數據的使用。ANSYS軟件技術，廣泛應用在交通、家電等行業的機械產品設計中，清晰的反饋設計結果，表達機械產品的非線性動態變化，有利于提升動態設計的準確性，消除潛在的設計誤差。

3 機械結構動態設計的優化措施

結合機械結構動態設計的技術應用，分析優化措施，確保優化措施在機械結構動態設計中的落實效果。

首先機械結構動態設計的類型多樣，涉及到復雜的工藝技術，直接增加了動態設計的壓力，需要在機械結構動態設計、結構修改等方面，實行相關的優化處理，提高動態設計的靈敏度。例如：機械結構動態設計的優化措施中，以特征向量為分析因素，全面完善與機械結構動態設計相關的數據計算，明確機械動態優化設計中潛在的影響因素，假如機械結構動態設計中的變量較小時，可以按照原有的理論基礎，更改設計方法，充分模擬機械動態的設計特征，此類優化設計方法比較注重局部近似分析，其在變量較小的環境中比較實用，但是變量較大時，需要引入人工神經網絡設計方式，特別是在機械動態設計的結構振動分析內，為優化設計提供穩定的基礎。

然后針對機械動態設計中的逆向問題，提出優化的措施，專門用于解決逆向型問題。機械動態設計的過程中，逆向問題是指設計過程中可以滿足動態特征的需求，但結構機械的結構參數與剛度矩陣，無法實現有效的融合，因此，設計人員將系統結構中的設計參數，轉為逆特征值，推理得出設計的對象信息，較為常見的是有限元逆特征值的求解，通過研究機械結構的設計參數，利用線性求解方法，求出機械結構的尺寸數值。目前，在逆向問題的優化中，設計人員匯總機械動態設計中出現的問題，將模糊理論等內容，引入到優化設計中，實際案例證實動態優化的可行性，進而完善構建有限元模型，輔助解決機械動態設計中的逆向問題，提高機械動態設計的準確性。

最后在優化機械動態設計的過程中，強化計算機信息技術的應用，深入落實仿真技術的使用，同時配合信息化建模，體現機械動態設計中智能化、自動化的特性[3]。例如：設計人員在機械動態設計的有限元分析中，引入多項學科知識，如虛擬技術、機械動力技術等，提升機械動態設計的綜合性，映射計算機環境中的機械動態設計方式，而且計算機信息技術，能夠根據機械動態設計的需求，提供虛擬的環境狀態，促進虛擬機械設備的開發發展，即使機械動態設計中出現誤差，也能在虛擬環境中迅速更改，減輕設計中的計算量，一方面確保機械動態化設計的水平，另一方面提升真實機械產品設計的精確度。

4 結束語

機械結構動態設計的優化過程中，融入了諸多科學領域的內容，如：電子、動力等，為優化設計提供有效的支持。根據機械結構動態設計和技術應用，全面落實優化措施的應用，改善機械結構動態設計的方式，促使其可跟上行業的發展速度，體現優化設計的價值和作用。

參考文獻：

[1]韓俊平.試論機械結構動態優化設計及其相關技術[J].機電信息，2014（03）：110-111.

[2]張志強，郭京波.機械動態優化設計綜述[J].石家莊鐵道學院學報，2011（01）：74-76+95.

[3]楊秀琴，楊家軍.淺談機械結構動態優化設計及其相關技術[J].甘肅科技，2010（08）：117-118.

作者簡介：陳志霞（1964-），女，內蒙古人，高級講師，研究方向：機械設計、公差、工程力學等。