現代設計技術在機械設計中的實際應用分析

熊朝茂

摘 要：我國實行改革開放政策以來，經濟、科技等發展迅速，人們的生活水平也不斷提高，所以投入更多的資金用于房屋、公路等的建設，導致與之有關的機械工程技術水平面臨巨大的挑戰。作為機械工程核心組成部分，機械設計對產品能否滿足要求有直接關系，設計水平的高低會對產品性能、研制周期和經濟效益等有直接影響。所以在科學發展的今天，越來越多的工程技術人員在機械設計中運用現代設計技術，不僅能夠拓展設計思維，還能讓設計出來的產品滿足全球化市場競爭的需求，讓產品的競爭力進一步得到提高。本文通過比較傳統設計和現代機械設計的特點，分析現代設計在機械設計中有哪些應用，讓產品設計滿足大眾的需求。

關鍵詞：現代設計；機械設計；實際應用

機械設計是對機械的工作原理、結構、每個零件的材料和尺寸大小等按照實際要求進行構思、分析和計算得出結果，從而將所得結果轉化為人為制造產品的一個過程。由于科學技術的不斷發展、計算機的廣泛使用，致使設計手段發生了翻天覆地的變化，新的科學成果讓機械設計的設計思想、理論和方法都變得更加豐富，進一步加快機械設計的改革和發展。同時，現代設計不僅需要讓產品具備基礎功能，還應在設計產品上將人性和保護環境思想體現出來。只有現代設計能夠滿足不同用戶需求，適合不斷變化的市場環境才能提高機械設計水平[ 1 ]。

一、現代設計技術在機械設計中的應用

（一）機械創新設計

在實際應用中，機械創新設計的核心內容就是需要讓設計人員的智慧和創新能力充分發揮出來，能夠設計出新型的產品具有機械功能和結構。機械創新設計更加看重設計人員能夠在產品設計期間加入個人想法，所以在機械設計期間，設計人員應該調動自身的創新思維模式。然而，在實際設計過程中設計人員的思維模式會受到很多因素的限制，例如選擇的機構類型偏向復雜和多解，設計人員不能像藝術家設計作品一樣光憑想象力，只能在機械設計時通過應用智能專家系統和計算機輔助系統解決較為繁瑣的計算和設計，才能讓設計人員集中于發揮創造性思維。

（二）機械優勢設計

機械優勢設計的核心時能夠在積累競爭的市場環境中爭取到競爭優勢，和那些根據個人愛好為基礎的設計或者達到某種設計品質的設計有所不同嗎，也不僅僅只追求設計的創新。因為滿足市場需求，所以機械優勢設計傾向于預測產品方向和分析技術方向，分析能夠推動未來市場發展的主導產品，讓產品和市場之間建立聯系，在產品設計的每個環節，可以開發和吸收新的設計技術，從而讓產品在市場中競爭力更強。雖鮮創新設計的產品能夠在市場中有一定的競爭力，但是無法保證產品足夠成熟，優勢設計的基礎是成熟設計，所以設計者應當仔細考慮自己想要設計具備哪些優勢的產品，才能確保其在市場上受歡迎[ 2 ]。

（三）機械穩健設計

機械穩健設計是能夠確保設計出來的產品在使用過程中，出現結構參數發生變化或者壽命范圍內結構變質等現象，產品的性能都能夠問維持在一定水平，其有利于設計質量的提高，降低損失。由于市場競爭逐漸激烈，人們傾向于設計出來的產品具有高質量、低成本的特點，穩健設計正好人們的需求。在設計過程中，參數會發生變化，穩健設計是通過模糊數學方式讓產品的不穩定性、推理和尋優算法逐步得到完善，建立穩健設計系統，在求解時，需要明確產品的質量指標體系，其次獲得質量設計模型，實現過后通過計算得出數據，找出穩健設計最優解才能得到穩健產品的最終設計方案。

（四）機械模糊設計

模糊設計是在機械設計中使用模糊數學知識進行設計的一種方式。時代的發展，導致設計的機構趨于復雜和龐大，設計過程中變量的增多導致它們之間關系更加復雜，且這些變量存在很多模糊現象，所以不能夠將設計的產品準確描述出來。設計出來的產品使用周期長、承載力強都是屬于模糊現象，為了解決這些問題，就需要采用模糊數學的方法。在機械設計中，通常是將模糊技術和其他技術結合在一起使用，進而研究機械結構。例如使用模糊對機械制造、設計參數、傳動方案等進行綜合評定。結合可靠性設計、優化設計進而形成模糊可靠性設計和模糊優化性設計[ 3 ]。

（五）機械虛擬設計

虛擬設計是一項新興技術，需要運用多種學科知識，基礎是虛擬現實技術，對象是機械產品，有利于產品的概念設計、裝配設計等。設計人用可以借用這種技術，通過自然交換傳感器和多維信息環境，在定量和定型的集合環境中實現感性的認識，進而可以更加理解設計概念和想出新的創意。虛擬設計技術主要是借用模擬仿真技術，與CAD系統相比，加強了人機交互的能力。設計人員可以與設計對象借助聽覺、視覺等進行直接的交流。虛擬設計能夠給產品提供虛擬三維環境，在設計期間，能夠對產品進行虛擬加工和評價等，防止產品出現設計缺陷的問題，不僅可以減少開發時間，還能有利于開發成本的降低。

（六）機械綠色設計

綠色設計主要關注產品的綠色程度，在符合環境要求的基礎上，保證產品的功能、使用周期和質量都能達到標準。綠色設計也被成為生態設計，在使用傳統設計技術時，設計人員主要是根據產品的功能、質量等開展設計工作，忽略了設計過程中產生的淘汰產品對環境造成的影響。但是現代綠色設計，包括產品設計概念到產品制造等每一個環節，著重于分析和評價產品的整個生命周期，將對環境的不利影響控制在一定范圍內。

二、結論

總之，通過將現在設計技術應用于在機械設計，可以讓設計出來的產品能夠滿足競爭激烈的市場需求，提高產品的市場競爭力。

參考文獻：

[1] 胡玲鳳.現代設計技術在機械設計中的應用分析[J].農機化研究，2005，06（02）：92-93+96.

[2] 董俊華.現代設計技術在機械設計中的應用[J].河南機電高等專科學校學報，2007，01（02）：79-82.

[3] 于亮.現代設計技術在機械設計中的應用[J].企業導報，2013，02（05）：276.