運動力學在機械結構設計中的應用

摘 要：隨著我國經濟不斷發展，生產生活各個領域也有了長足的進步，機械制造業作為工業行業中的重要行業，對我國社會經濟發展有著重要貢獻，隨著生產力水平的不斷提高，機械制造業在社會生產生活中的應用也越來越廣泛，近年來，我國已經逐漸躍入世界機械制造生產大國行列。我國生產力的提高，促進了經濟發展的同時，也帶動了科學技術的進步，機械技術中也不斷融入先進的科學知識和技術，新的知識與技術的融入，帶來了機械制造業的革新，這其中運動力學就是與機械制造業逐漸緊密結合的力學知識。

關鍵詞：運動力學；力學；機械結構設計；應用

“科學技術是第一生產力”，我國生產力水平的不斷提高與快速發展的科學技術水平有著密不可分的關系。機械制造也作為工業領域的代表行業，機械技術的進步和發展離不開科學知識的完善和創新，更離不開對科學知識的積極運用與實踐，正是將不斷進步的科學知識和技術融入到機械制造業中，從而為機械制造業的發展提供了動力，也為促進我國社會經濟進步提供了有力支持。在機械結構設計中，運用到的科學知識種類繁多，其中運動力學的應用十分廣泛。

一、運動力學在機械結果設計中的應用

機械機構設計在機械制造中是很重要的一個工作環節，其對科學知識和技術的運用程度也較高，通過不斷完善理論知識，增強理論知識對機械機構設計的指導作用，使得機械結構設計不僅僅符合實際需求，還能夠將工作人員從繁重的流水線作業中解放出來。

（1）在機械結構零部件的聯接方面

機械結構是由多個零部件和元器件組裝而成的，其中零部件的聯接作用十分重要，而零部件的聯接又分為直接聯接和間接聯接兩種類型。根據聯接緊密程度的不同，二者在機械結構中的作用也不盡相同，因此，在這兩種不同類型的聯接零部件上運用的運動力學知識也存在著一定差異。進行機械結構設計的時候，運用力學的作用不容小覷，其對設計的抽象指導作用尤其重要。例如，在零部件的各個聯接點建立數學關系模型，通過對力矩知識的運用，計算出各處聯接的摩擦力和壓力，從而根據摩擦力和壓力數值結果與設計方案中設定的標準型指標進行比較，以此來決定生產制造零部件需要的選材和零部件件之間的位置排列等。

（2）指導合理解決零部件的損耗

機械設備生產制造完成后多投入到生產生活的各個領域進行工作，真正投入使用后的機械設備必然存在損耗，實際上，機械設備的損耗和老化也就是構成機械設備的零部件的損耗和老化，正是由于各種類型的機械設備中的零部件都存在不同程度的損耗問題，因此，在機械結構設計中運用運動力學的相關理論知識對零部件損耗問題進行指導解決就顯得格外重要。尤其是處理零部件在摩擦作用下產生損耗，可以運用運動力學的理論知識，計算處機械結構中零部件在具體工作中可能會產生的損耗值，然后通過摩擦損耗系數的技術按，判斷零部件的損耗程度、速度以及損耗位置。最后結合預判結果，在機械結構設計中對設計參數、零部件選材等數據進行改進和完善，從而降低損耗率，使得機械結構設計更加完善，制造處更加優秀的機械產品。

二、運動力學在機械結果設計中應用的準則

（1）要能夠滿足力學的各方面綜合要求

機械制造業作為我國工業的典型代表行業，對我國社會經濟發展有著重要影響，機械制造業本身是一個工程復雜、科學技術含量高、影響力大的行業。機械結構設計作為機械制造業中的一個環節，既是機械制造業中的基礎環節也是機械制造業的指導環節，機械結構設計工作能夠順利開展，對機械制造整個工作流程起著關鍵作用。

在機械結構設計工作中，力學原理和其他方面的物理學原理都有著廣泛運用，由于機械結構設計是機械制造的前提和基礎，因此，在進行機械結構設計的時候，需要綜合全面的考慮各種情況下，力學原理的使用準則，將利用力學原理的情況進行全面綜合的考量，有利于機械結構設計工作的順利開展。例如，根據機械產品在具體應用中的作用不同，機械結構中不同部位運用所要結合的力學原理也不盡相同，結合實際工作開展中，不同結構部位的運轉速度、工作強度等實際情況，考慮需要采用的具體運動力學原理，也正是因為機械設備在實際工作中，不同部位，不同零件受到的作用力不同，對不同零件和不同部位的疲勞性也會有影響，因此，在分析探討運用力學應用問題的時候，要綜合考慮材料力學、疲勞力學以及其他涉及到的物理學變化，才能達到更好的在機械結構設計中應用運動力學原理的目標。

（2）創新機械結構的設計理念

當下隨著我國科學技術水平的不斷能提升，機械結構設計中對運動力學的應用方式也不斷創新和完善，與此同時，針對運動力學在機械結構設計中應用的理念也不斷更新。在實際應用過程中，不僅要求對運動力學的應用要達到效機械結構設計科學合理的目標，還要達到機械機構設計滿足機械設備使用的經濟效益。機械結構設計，最終會體現在機械設備的生產使用上，大型的機械設備在工作運轉中會產生結構組織的變化，有可能會造成結構零部件之間的作用力發生轉變，這就要求在機械結構設計中運用運動力學的時候，要實事求是。

例如機械結構設計中運用較多的設計理念——變元設計，其核心和內海就是解決上述問題，將機械設備在運轉中可能出現的零部件之間作用力轉化情況詳細考慮在機械結構設計工作中，從而通過對變量的調整，做到即使機械設備在實際運轉中出現了零部件之間作用力轉化的情況，機械設備依舊能夠良好運轉的目標。

運動力學在機械結構設計中的應用是物理學知識和力學知識在機械結構設計中應用的一種體現，也是科學技術轉化為生產力的一種直接表現形式。通過對運動力學在機械結構設計工作中的應用方式和應用準則進行深入的分析探討，進一步明確了運動力學在機械結構設計中的重要作用，由此可知，科學理論知識的進步和完善，對社會生產生活而言有著重要影響。另外，由于機械產品在當下生產生活中應用廣泛，對社會經濟發展有著重大的促進作用，所以，不斷完善運動力學在機械結構設計中應用的相關理論知識，有利于提高機械產品的質量，從而促進我國社會經濟發展進步。

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作者簡介：

鄧富華（1979.08-），性別：男，民族：漢，籍貫：廣西，當前職務：設計員，當前職稱：工程師，學歷：大學本科，研究方向：工程技術方面。

（作者單位：貴州航天控制技術有限公司）