機械結構動態設計及應用分析

李志華

【摘 要】機械結構的動態設計，目的是通過提出最佳的方案以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，需要將動態設計的方式引入其中，才能保障機械結構的性能和穩定性。因此，優化機械機構的動態設計對促進機械工業的發展具有十分重要的意義。基于此，本文將著重分析探討機械結構動態優化設計及應用要點，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

【關鍵詞】機械結構；動態設計；應用

當前，機械領域不斷持續發展，傳統的機械結構設計已經無法滿足市場需求，為了提高機械結構設計水平，結合相關設計要求，在機械結構設計過程中采用合適的技術，從多角度、多方面進行機械結構動態設計，科學修正機械結構，完善機械結構性能。傳統機械結構設計模式已經無法滿足當前工業發展需求，本文主要對機械結構動態設計及應用情況進行分析。

一、機械結構動態設計

機械結構動態設計是指根據機械產品的特性，構建動力模型，應用到機械設計的流程內。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。

二、機械結構動態設計中常用技術的應用

1.有限元建模技術在結構動態設計中的應用

我國機械行業快速發展，機械產品結構形式越來越復雜，這對于機械設計提出了更高的要求。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。有限元技術在機械設計中的應用，簡化復雜的機械設計，利用有限元技術的特點和優勢，優化機械產品設計，確保機械產品良好的使用性能，延長其使用壽命，不斷提高機械設計水平。有限元建模技術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，模擬可能使用的幾何形狀，體現數值分析方法的優勢[2]。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.ANSYS在結構動態設計中的應用

機械結構動態化設計中采用ANSYS技術，這種軟件提供簡單的計算程序和穩定操作，結合機械結構設計要求，分析機械結構設計問題，以此為基礎，改進機械結構設計流程和步驟，構建有限元。在使用 ANSYS 軟件系統時，結合機械結構設計具體需求，然后配合應用 CAD 軟件，準確計算機械結構數據。當前，ANSYS軟件在機械結構中的應用越來越廣泛，及時反饋機械結構設計結果，分析機械結構動態非線性變化，消除機械結構設計誤差，全面提高機械結構設計的合理性和準確性[3]。 ANSYS軟件的使用可以事先利用機械模型進行各種狀況的仿真模擬計算，通過對機械結構的各項性能特點，及時發現問題并提出應對措施，為解決實際生產過程中機械結構問題提供科學合理的理論依據。從具體作用上分析，ANSYS軟件在機械結構中的應用可以幫助機械設計人員在進行方案設計的時候做出準確的判斷，縮短產品研發的設計生產周期，減少不必要的損失，不僅可以節省大量的人力物力和財力，還可以提高生產效率和工作質量。

三、機械結構動態設計研究應用

機械結構動態優化設計已經在我國的機械行業中被廣泛應用，其在汽車、航空航天、船舶行業、建筑機械等行業中均取得了重大的成果。在汽車行業中，隨著社會的發展和人們需求的更新，汽車行業已經實現了客車車身輕量化的優化設計、汽車車身形態仿生的優化設計、汽車車身安全性的優化設計以及面向行人下肢碰撞保護的優化設計等目標。在航空航天行業，其作為國家科學技術綜合水平和實力的體現，機械結構動態優化設計在航空航天行業得到了高度的重視，并應用到航空航天技術中每一產品的設計上。在船舶行業，我國經過自主創新研究，對潛艇外部液壓艙、油船剖面、潛艇結構等方面的優化設計進行了研究，旨在提高船舶行業各研究對象的性能。與此同時，結構動態優化設計在高速公路瀝青混凝土路面結構、液壓縮管機模具、雙層組合套管、基床結構等很多方面的優化設計上也發揮著重要的作用，并產生了巨大的經濟效益和社會效益。

四、結束語

機械結構的動態設計是一項非常復雜、專業的過程，其涉及動力、電子等學科知識，仔細分析機械結構使用性能和動態特性，結合相關技術應用和動態設計，積極采用多項優化措施，提高機械結構動態化設計的科學性和合理性，充分體現機械結構動態設計的價值。總而言之，科學技術的進步，加快了機械產品更新換代的步伐。以往的機械產品的制造，大多采用的是一種批量生產的方式，產品的種類極其單一。而現在機械產品的制造更多采用的是一種小批量、多種類的生產方式。為了增強企業的競爭力，在市場上占據更大的份額，機械產品的生產要盡可能地縮短生產的周期，降低生產的成本。如今機械產品的應用范圍也是極其廣泛的，深刻影響著我國各行各業的發展。為了機械產品能夠在人們的生產和生活中正常發揮作用，機械結構動態設計的優化是十分必要的。這就要求我們在以后的實際工作中必須對其實現進一步研究探討。

【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.