基于機械設計與材料選擇及應用的關聯性研究

劉錦+劉國庫+張馨丹

摘 要：工業的大力發展極大的促進了社會的進步以及人民生活水平的提高，在工業的發展過程中，機械工程也隨之發展進步。隨著機械工程的發展，對于材料的選擇直接關系著機械工程的質量，而對材料的應用，由關系著對著村料的利用率，進而影響到機械工程的成本問題。基于機械設計與材料選擇及應用的關聯性研究，是每一個從事機械設計的人員都應了解并在實踐中進行應用的重要因素。

關鍵字：機械設計；材料；

1 機械設計與材料選擇及應用的意義分析

在社會的發展進步過種中，尤其是伴隨著城市化進程的發展，機械制造行業成為社會經濟的重要產業，占有舉中輕重的地位，并為人社會經濟的整體發展提供保障。目前我國的機械制造行業已進入快速發展階段，對原材料的消耗量十分巨大，甚至許多機械設計對原材料的消耗已處于過度消耗狀態。這對于機械制造行業的持續發展是十分不利的，也違背了社會主義可持續發展的價值觀。

為了良好的經濟秩序以及可持續發展，機械設計在材料選擇以及應用方面，必須做到即經濟又環保，對機械材料的選擇和應用要做到科學合理，對機械設計的功能和結構要做綜合評估，以保證對每一份機械材料都要做到充分的利用，減少不必要的材料浪費。

2 機械設計與材料選擇及應用需要注意的事項

1、如何選擇材料荷載類型

在機械的使用過程中，大部分零件的損壞和失效，都是因為零件的外載荷性能較差，因在機械設計過程中，對機械材料的選擇首先要考慮材料的荷載性能。如何挑選荷載性能好的材料，主要有兩種方法：一種方法是機械材料表面的性能，由于外載荷作用力大部分都集中于材料表面，因此在一定程度上，機械材料的表面性能，將會對零件性能失效起到一定的抑制作用。因此在挑選荷載性能好的材料時，要重點考慮利用碳鋼調質、低鋼滲碳等方式加工的材料，經過這些方法加要的機械材料，不容得受到不必要的損傷。

另一種對機械設計材料的的選擇方法，是盡可能選擇各部分性能均勻分布的材料，以保證在設計生產的過種中，材料性能穩定且高效。

2、對碳素鋼、合金鋼材料的選擇

碳素鋼因為在加工性能、操作性能等方法表現十分優越，并且還具有低經濟成本的優點，在目前機械設計行業中被廣泛的應用。但碳素鋼的缺點是強度和韌性不高，因此在機械設計中，就需要使用合金鋼來彌補這一缺點。因此在機械設計過程，對碳素鋼和合金鋼使用的選擇，是非常重要的。

3、對材料的適用性和經濟性的選擇

在任何行業中，原材料的經濟適用性直接與生產成本以及能否廣泛應用產生直接關系，在機械制造行業也是如此。機械設計過程要經過許多階段，如鑄造工藝、裝配工藝、生產工藝等等，在機械材料選擇方面，材料必須要適用于各個加工階段對原材料性能的基本要求，但同時也要考慮原料性的成本價格，降低機械設計的經濟成本，提高機械工程行業的經濟效益。

4、對材料節能性和環保性的選擇

隨著人們對自然資源保護觀念有了更深層次的認識，提出了社會主義可持續發展這一核心價值觀，而節能環保就是可持續發展價值觀中的一個重要理念。隨著環境污染和自然資源的過度消耗，人們對環境保護等問題越來越關注，而對于機械制造行業的長久發展來看，在材料的選擇注重節能性和環保性，有利于機械制造行業以及社會經濟的長久可持續發展。同時在設計環節也要考慮低耗能和低污染的機械材料，并且在有選擇的情況下，盡可能不使用不可再生資源。

5、對材料可持續發展的選擇

可持續發展是社會經濟發展的前提和重要原則，機械設計在對材料的選擇方面，不可違背這一原則。在這一前提下，在機械設計方面如何挖掘機械材料的潛在性能，并對其充分利用，將是機械設計的重點考慮因素。結合機械材料的性能特點，對其充分利用，使其真正的發揮出低耗能、節能環保的優勢，將是未來機械制造行業在對機械材料選擇和應用的重要方向。

3 機械設計與材料選擇及應用

1、對機械材料的實用性選擇應用

材料的實用性，是對機械材料選擇的過程中需要著重考察的因素。按照機械設計工藝的各項指標，機械材料的性能否達到指標要求，將是判定機械材料是否適用的重要依據。同時按照工藝特征，這些機械材料能否保證生產需求，將是實用性考察的重要依據。如材料強度、耐磨性、外觀等，都是對材料適用性和實用性的考察因素。

2、對載荷類型機械材料的選擇應用

不同的機械材料的負荷能力不同，為了保證設計出來的機械能夠正常應用，對機械材料的載荷性能要嚴格把關，并且還要進行估算，以保證機械的質量。

3、對機械材料低消耗的選擇應用

可持續發展是社會主義的核心價值觀之一，這個理念可應用于各行各業，在機械設計的材料選擇和應用方面，主要體現在選材的低耗能和無污染方面。這就要求在機械設計的理念，要符合環保節能理念。比如大部分機械加工需要進行熱處理，但熱處理會損害機械材料的壽命，還會對機械材料的性能產生一定的損害，因此在機械設計環節中，就需要進可能的減少熱處理工藝環節。

4、對機械材料無害性的選擇應用

許多機械材料會對環境造成污染或對人身造成傷害，是危險材料。因此在選擇機械材料時，盡可能的選擇對環境和人身無害的材料，是機械材料選擇需要重點考慮的因素之一。如果必須選擇危險材料，就要對材料進行嚴格的檢測和把關，防止危險材料對環境和人身造成不必要的損害。

5、對機械材料可回收性的選擇應用

大多機械材料都是金屬材料，而金屬資源是不可再生的，其產量也不是無限的。隨著機械化建設，對金屬材料的需求量日益增大。因此原材料的供應緊張就成為遏制機械制造業發展的瓶頸。因此為了機構制造行業的可持續發展，選擇可回收性的機械材料將成為機械材料選擇首要考慮的因素之一，這也將成為未來機械制材料選擇的趨勢。

4 結束語

工業化進行使機械制造業高速發展，機械制造業的高速發展固然給社會經濟和人民生活帶了不可估量的益處，但其對原材料的過度消耗，對于國家和社會也是一個嚴峻的考驗。為了機械制造行業的未來發展，甚至是社會經濟的可持續發展，如何減少對機械材料的過度消耗，機械設計對機械材料的合理和充分利用，將成為機械制造行業需要考慮的一個重要課題，同時這也是保證社會經濟可持續發展需要考慮的重要課題。

參考文獻

[1]姚建勛，李曼，鐘果曉等.機械設計與材料選擇及應用的關聯性研究[J].科學與財富，2015，（10）：476-476，477.

[2]孫勇.機械設計中的材料選擇及應用研究[J].科技創新與應用，2014，（34）：128-128.

[3]池占山.機械設計中的材料選擇及應用探討[J].中國高新技術企業，2015，（14）：17-18.