淺談新型機械設計理論在汽車工程方向的應用

陳厚涵

（中國人民解放軍軍事交通學院 300161）

淺談新型機械設計理論在汽車工程方向的應用

陳厚涵

（中國人民解放軍軍事交通學院 300161）

機械設計理論屬于我國工業、農業以及服務業的重要組成部分，其應用極為廣泛，但目前關于機械設計理論解決實際問題方面還存在很大的不足。基于此，對機械設計理論研究在實際工程的應用進行研究意義重大。本文主要針對新型機械設計理論在汽車工程方向的應用進行研究。文中首先分對新型機械設計理論進行概述，在此基礎上，分析了新型機械設計理論在汽車工程方面的應用。希望通過本文研究，為相關人員進行機械設計理論研究提供借鑒。

機械設計理論；新型；汽車工程

1 前言

機械設計理論作為機械工程的一級學科下屬的二級學科，是研究機械科學中具有共性基礎理論以及設計方法的學科，主要分析并綜合定量描述機械的功能。機械設計理論主要對各種機械、機構以及零件進行研究，同時涉及了機械學科、仿生學、電子學等多種學科。機械設計理論屬于我國工業、農業以及服務業的重要組成部分，其應用極為廣泛，但目前關于機械設計理論解決實際問題方面還存在很大的不足。基于此，對機械設計理論研究在實際工程的應用進行研究意義重大。希望通過本文研究，為相關人員進行機械設計理論研究提供借鑒。

2 新型機械設計理論概述

近年來，我國科技迅猛發展，機械設計理論也不斷完善，尤其是基于機械設計理論的研究極為多。總的來講，機械設計理論的研究主要有以下幾個方面：現代設計理論與方法；機械創新的設計與方法、機械系統的動態設計與仿真、優化、新型傳動理論設計、機器人機構及控制與仿真等在機械設計中的應用；機械創新設計與檢測技術；基于機械創新的設計與檢測技術的有限元計算分析、機械振動與噪聲測試與分析等。

關于機械設計理論在汽車工程的研究，主要側重于兩個方面，即：汽車工程技術方面；汽車工程實際操作方面。汽車工業是一個國家制造業的代表，其與國家制造業水平密切相關。從某種程度講，汽車工業既是最為廣泛的工業，也是最新技術的最大載體。譬如某些航空、航天領域的高新技術只有通過汽車工程工業才可以向規模型產業進行更好轉化，這表明新型機械設計理論以及基本原理與汽車工程工業密切相關。在具體實踐中，研究汽車工程離不開研究汽車工程技術，也離不開實際操作。實際上，實際操作的研究同機械設計基本原理密切相關，甚至基于某些實際操作，譬如汽車噪聲、振動等等與機械設計理論密切相關。

3 新型機械設計理論在汽車工程中的應用

3.1 基于汽車工程噪聲、振動方面的應用

進行汽車舒適性評價的重要指標為NVH分析，這與汽車產品市場形象密切相關。NVH的最主要來源則是基于空氣傳播產生的噪聲以及通過發動機架產生的噪聲兩部分。通過NVH這種新型機械設計理論，既有利于振動頻率的匹配，同時還可以消除振動過程中產生的耦合現象。因此，NVH可以極大改善產品的振動特性，還可以盡可能減少汽車的噪聲以及振動。通過NVH分析，可以提前獲得新開發車型的性能指標，還可以對設計以及制造各個環節進行更加好的完善以及優化。因此，從設計成本以及開發周期考慮，NVH分析都為設計新型車型提供了更加好的保障措施。

譬如某車型后橋，以43km/h勻速直線工況條件下存在極大的噪聲，通過NVH分析可知，噪聲大的主要原因在于后橋本身，通過分析后橋內部激勵源，發現后橋主減速器齒輪嚙合會產生極大的振動沖擊，當傳輸給橋殼時，則會產生極強的輻射噪聲。通過NVH分析，用1N的主減速器齒輪圓周力計算獲得軸承荷載，這種模式不需要求出實際的噪聲輻射，但不影響最后優化，省去了復雜的軟件分析，也避免了模型中出現的誤差。因此從設計成本以及開發周期考慮，NVH分析都為設計新型車型提供了更加好的保障措施。

3.2 基于汽車結構強度以及模態分析以及結構優化的應用

車身屬于車的重要組成成分，因此，車身必須具有較好的強度用于確保車的壽命，并要有足夠的靜剛度來確保車的裝備以及使用要求。基于機械創新設計以及見檢測技術中的機械創有限元分析方法可以很好的滿足車身的設計要求，其應用主要表現在：

（1）在汽車設計中，對于結構件、主要機械零件的強度、剛度以及穩定性進行分析；

（2）在汽車結構分析中，一般采用有限元分析法對各構件進行模態分析，此外還可以在計算機上對各構件的振動模態進行清晰觀看，這便為結構的動態設計提供了方便。

4 結論

針對目前新型機械設計理論在實際工作中研究較少的缺陷，本文對新型機械設計理論在汽車工程中的應用進行分析。文章型機械設計理論進行概述，在此基礎上，分析了新型機械設計理論在汽車工程方面的應用。新型機械設計理論在工程中的應用主要有兩個方面，即：汽車工程噪聲、振動方面以及汽車結構強度以及模態分析以及結構優化。通過新型機械設計理論NVH分析方法，成功降低了汽車的噪聲以及振動；基于有限元分析法的應用，成功優化了汽車車身的設計水平，優化了汽車的結構強度，降低生產成本與時間。

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U469.7

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1004-7344（2016）26-0312-01

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