現代機械設計理念和技術展望核心探尋

黃長勝

摘要：作為國民經濟發展的重要支型產業，機械制造行業發展顯得極為重要，尤其是在現代機械設計和先進科學技術的結合，可以帶到整個行業發展。本文根據以往工作經驗，對現代機械設計新理念進行總結，并從基于計算機的設計技術、新概念設計技術、數學知識設計應用、節能環保設計技術四方面，論述了現代機械設計內容。

關鍵詞：現代機械設計理念；技術展望；節能環保設計

隨著現代化工業進程的持續加快，工業生產需求進一步強化，而機械工具作為工業生產領域中的基礎方式，在日常生產工作中具備不可替代的作用，進而對我國綜合技術水平進行全面展示。所謂機械設計，主要以具體使用要求為主，并對具體機械原理和能量等內容進行有效傳遞，最終實現全過程制作，為機械工業生產創造有利條件。

1.現代機械設計新理念

從實際產品生產角度來說，主要涉及到的內容有兩方面，即設計和制造?，F如今，很多機械設計與數學、計算機以及工程實踐理論息息相關，而且這些理論很快在實踐之中得到了應用。站在設計內容角度來說想，現代機械設計以科學和理性原則為主，與基本邏輯關系和物力關系相依靠，進而對總體層面設計進行合理確定。除此之外，在整個數學模型優化過程中，需要對相關思維方式進行有效應用，并通過各個環節的邏輯推理也（來）判斷，將具體內容需求展示出來，而其他概念設計結果均可以通過計算機領域來實現。除此之外，現代機械設計理念不僅需要對設計任務進行充分考量，還應該與實際情況相結合，對相關資料和數據進行充分收集，做到推陳出新、修改方案，讓設計工作與機械制造各個環節和領域相互結合，最終將精確和穩定性特點展示出來，確保設計概念的全面創新，進而將高性能和人性化特點展示出來，最大程度上確保機械設計的更好發展[1]。

2.傳統機械設計和現代機械設計額有效對比

在現代機械設計發展過程中，不僅與現代科學技術實現了全面融合，與之相關的設計過程和方法也獲得了很多進步機會。而傳統機械設計主要是根據具體的設計方案，以及具體的樣板機器，以實際操作為基礎，對相關方案進行修改和完善。從以往工作中也可以看出，傳統機械設計往往會設計第二套方案，直到設計方案不存在任何漏洞后方可正式實施。傳統機械設計流程如下：市場調查——問題分析——設計方案——優化方案——修改方案。傳統方案的執行存在很多問題，這主要是由于整個主體設計掛念過于模糊所導致的，再加上技術方法和設備條件極為落后，主要依靠設計人員的經驗，很難設計出更好的機械產品。因此，傳統機械設計并沒有對相關要求進行全面考慮[2]。

而在現代設計開展時，由于設計觀念得到了完善和創新，與之相對應的設計方法也逐步增多，讓產品壽命和安全系數等均得到了充分保障。除此之外，現代機械設計更傾向于一體化發展，相關機械產品在研究過程中，也不再是單純的機械零件設計，而是電子、計算機以及信息等，這也是機電一體化產品的集成所在。這些現代化科學技術并不是工作人員的工作經驗可以展示出來得到，想要向主體設計過程更具說服力，需要將高速運算功能和創造力全面結合到一起。

3.現代機械設計內容

3.1基于計算機的設計技術

隨著信息技術的不斷發展，計算機技術得到了進一步完善，而且隨著現代機械設計的有效結合，還出現了很多仿真和虛擬設計技術。所謂仿真和虛擬技術，主要是以CAD和PROE等仿真軟件為基礎，讓人機交互系統實現了有效完善，這對于整個計算機和機械技術融合十分重要。但為了對具體軟件輔助設計應用進行全面了解，如果缺乏設計師的思維運作，產品設計將會出現很大問題。而且當前所使用的虛擬設計技術，主要是借助于數據格式的轉換，并以CAD系統輸出環境系統為基礎，降低設計工作人員的工作強度。除此之外，計算機設計技術的應用還涉及到并行設計，而且并行設計主要是以過程集成為主，實現各個產品的有效重組，最終實現整個過程的全面進行[3]。

3.2新概念設計技術

新概念機械設計技術主要是與生態、環境以及綠色技術等內容息息相關，這其中主要涉及到的內容有包裝設計、使用設計等等。首先，在綠色環保設計之中，設計人員需要對產品生命周期進行重點考慮，從產品制造到產品使用，均要展示出一定的合理性。另外，人們還需要對生態環保設計理念進行尊重，而且還要對傳統設計進行有效補充和調整，避免生態環境受到嚴重破壞。

3.3數學知識設計應用

現代機械設計之中，數學知識的融入顯得極為重要，人們可以通過有限元設計和優化設計，最終確保機械產品與實際工作要求相符。有限元是偏微分方程的一種數值方式，利用該有限元法，可以實現搞工程數值分析工作的全面開展。現如今，很多通用程序和專用程序均得到了有效應用，而優化設計主要是對數學建模方式進行解決，在經過優化手段的同時，確保計算機輔助軟件得到充分應用。在此過程中，相關工作人員可以構建出合適的數學模型，以此來滿足函數和約束條件。但從實際設計工作中也可以看出，人們需要對機械設計問題進行全面改善，并滿足荷載和工作條件，確保剛度和強度等得到有效保障。機械產品的可靠性設計，主要以數學理論和方法為主，以此來滿足預期的可靠性需求，并將定量和定性分析分開。所謂定量分析，主要是對產品失效概率進行計算和分析，常用方式有馬爾科夫過程、故障樹分析等等。而在定性分析過程中，主要是將事故種類、后果展示出來，為后續工作開展創造有利條件[4]。

3.4節能環保設計技術

該項技術具備高效益、環境保護等特點，主要包括以下幾種：首先是節能機械設計技術。設計中要求將能源利用率提高到最大化，在設計階段要充分考慮產品的結構布局、加工工藝以及重復使用性和材料選擇，以滿足節能要求。其次是環保機械設計技術。在產品的生命周期內，是否可以回收，對環境和人體健康有沒有損害，要兼顧產品質量。再次是材料設計。要充分考慮到材料本身，實現材料利用率的最大化。最后是人性化設計技術。要考慮到人機統一，機械設計以人為本，從人出發，兼顧到科學技術，實現人機合一。站在上述分析角度來說，節能環保技術的應用具備重要意義[5]。

4.總結

綜上所述，隨著科學技術的不斷進步，機械制造已經是現代化建設的基礎所在，而且機械設計顛覆了傳統人工生產模式，這也是電子計算機、數學、力學等技術相互結合的產物，實現機械制造的全面革新。所以說，想要維護我國機械制造行業的有效發展，應該將實際設計與市場情況結合到一起，對整個機械工作原理進行充分掌握，最終確保機械設計工作的全面創新。

參考文獻

[1]陳嘉琳.談現代機械設計方法與未來機械設計[J].山東工業技術，2019（05）：69.

[2]甘汝佳.機械設計制造及其自動化在現代企業中的應用[J].湖北農機化，2019（03）：32.

[3]丁堃.傳統機械設計與現代機械設計優劣的對比分析[J].民營科技，2018（11）：53.

[4]李超宇.現代設計方法在工程機械專業教學中的運用[J].時代農機，2018，45（10）：178.

[5]崔玉鑫，李風，楊彬，楊洋，王超飛.現代機械設計技術之機械系統動力學教學改革實踐與探索[J].中國教育技術裝備，2018（16）：88-89+92.

（作者單位：佛山市粵宇風機設備有限公司）