機械電子工程行業(yè)現(xiàn)狀與前景

楊彥明

摘要： 在知識經(jīng)濟發(fā)展進(jìn)程中，機械電子工程逐漸滲透到了不同的領(lǐng)域中，這就使得其發(fā)展實力進(jìn)一步提升。機械工程材料主要是指用于制造各類機械零件、構(gòu)件的材料和機械制造過程中所應(yīng)用的工藝材料。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，國防機械工程材料也開始應(yīng)用在各行各業(yè)中，并且取得了非常顯著的成績。本文針對機械工程材料應(yīng)用及發(fā)展前景進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞： 機械工程；材料應(yīng)用；機械電子；電子工程

引言：機械的設(shè)計、制造、維修等過程中，國防機械工程材料都會對其產(chǎn)生一定的影響，而國防機械材料又是機械工程中最為重要、不可或缺的組成部分，只有在節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟實用的前提之下，才能促使其高速發(fā)展。

1 機械工程材料選應(yīng)用的現(xiàn)狀

1.1 從構(gòu)件失效抗力角度分析

在構(gòu)件的觀察參量過程中，將構(gòu)件材料中的失效情況在使用之前及時尋找出來。通常情況下，構(gòu)件材料在失效抗力的研究分析過程中，需要考慮到材料的力學(xué)性能，還要考慮到構(gòu)建的模型在實際的工作運行狀況中體現(xiàn)出的各種特性。很多研究學(xué)者在對熱作磨具鋼進(jìn)行失效分析中，通過測試才能獲知材料壽命，進(jìn)而對模具的壽命進(jìn)行分析，最終得知模具設(shè)計選擇時的標(biāo)準(zhǔn)條件。其中主要的具體步驟為：一是針對構(gòu)成零件的機械材料進(jìn)行確定，然后結(jié)合模具的使用條件，來判斷模具的類型以及具體的抗力要求。

1.2 從經(jīng)濟適用性角度分析

在國防機械工程中，對于材料的選擇應(yīng)當(dāng)首要關(guān)注材料的適用性和經(jīng)濟性。比如，在國防機械鑄造工藝中，就要保證材料的吸氣性、收縮性、偏析性以及流動性是否良好。在鍛造工藝中，就必須保障材料具有很好的沖壓性、可鍛性以及斷后冷卻性。在焊接工藝中，就要保障材料的適用性以及敏感性是否符合要求。機械加工材料由于特性不同，機械工程工藝所提供的材料在選擇上也有所不同，既要保障滿足工藝的需求，還要追求更好的工藝需求材料，針對不同的特性選擇最優(yōu)、最合理的材料，才是國防機械工程材料發(fā)展的正確方向。除了要注重國防機械工程材料的適用性，還要根據(jù)工程管理預(yù)算合理考慮設(shè)計材料是否滿足經(jīng)濟性能。既要做到材料選擇時的質(zhì)量符合實際的要求，還要保障材料的價格經(jīng)濟實惠。然而對于可循壞利用的機械材料，就要促使其在整個國防機械工程制造過程中能夠循環(huán)利用，這樣才能最大限度地降低資源的消耗程度，減少機械工程的成本費用，最終提升整體的經(jīng)濟效益。

1.3 從環(huán)保、節(jié)能角度分析

我國制定的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)就是生態(tài)、節(jié)能和環(huán)保，因此各行各業(yè)都要嚴(yán)格貫徹落實這一發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。一般情況下，在國防機械工程的材料使用過程中，很多原材料都是不可再生能源，一旦出現(xiàn)消耗過度的情況，最終就會對整個機械工程制造行業(yè)帶來很大的安全發(fā)展隱患。因此，在材料的選過程中還要做好環(huán)保和節(jié)能，促使各項需求都能夠滿足實際要求。

2 機械電子工程設(shè)計中的技術(shù)要點

2.1 仿真分析

在機械電子工程實際設(shè)計環(huán)節(jié)，圍繞電子產(chǎn)品的仿真實驗檢測必不可少，只有對各項指標(biāo)進(jìn)行全面掌控，才能在提高設(shè)計效果的基礎(chǔ)上，為產(chǎn)品品質(zhì)的提升夯實基礎(chǔ)，而不斷強化電子產(chǎn)品的性能優(yōu)勢，則能為其拓展性應(yīng)用提供基礎(chǔ)保障。EDA技術(shù)在機械電子工程仿真性分析階段以數(shù)據(jù)分析為主導(dǎo)，在設(shè)計階段的各個環(huán)節(jié)及環(huán)境要素都能依托實驗生成相對精細(xì)化的分析數(shù)據(jù)，而后以數(shù)據(jù)資料為切入點構(gòu)建與之對應(yīng)的數(shù)字模型，就能為設(shè)計工作的高效開展提供積極有效的參考依據(jù)。

2.2 優(yōu)化設(shè)計

在機械電子工程設(shè)計階段，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況，不斷優(yōu)化并完善設(shè)計方案，但是在電子工程設(shè)計過程中，不確定因素較多，要想確保設(shè)計的可靠性與預(yù)期目標(biāo)高度相符難度較大，這就需要設(shè)計人員通過優(yōu)化設(shè)計提升方案的可行性及穩(wěn)定性。在社會發(fā)展進(jìn)程中，電子系統(tǒng)也不斷更新，一旦電子工程設(shè)計內(nèi)容與系統(tǒng)的兼容性不相符合，就會導(dǎo)致系統(tǒng)運行效率不斷下降。

2.3 防靜電設(shè)計

機械電子工程設(shè)計人員在實際工作中需要按照既定標(biāo)準(zhǔn)對程序進(jìn)行設(shè)計，其中最為重要的是圍繞電子產(chǎn)品性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。而機械電子工程在發(fā)展進(jìn)程中內(nèi)部系統(tǒng)更加復(fù)雜，以集成電路的高效設(shè)計為主導(dǎo)，對防靜電設(shè)計提出了更高的要求，這不僅能縮減靜電的破壞力，更能在原有基礎(chǔ)上強化產(chǎn)品性能優(yōu)勢，通過提高其靈敏度，為電子產(chǎn)品品質(zhì)提升夯實基礎(chǔ)。

3 機械工程材料的應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 鋼材料及其應(yīng)用

現(xiàn)階段工業(yè)仍舊是我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱行業(yè)，而鋼鐵材料就是國防機械材料使用最多的一種。鋼鐵工業(yè)發(fā)展至今，不僅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在發(fā)生著變化，發(fā)展速度也在快速增長，產(chǎn)業(yè)集中度也得到了進(jìn)一步提升。其中最主要的應(yīng)用領(lǐng)域為：電力系統(tǒng)、汽車工業(yè)、鐵路與橋梁、船舶與海上鉆井平臺、兵器工業(yè)、石油開采機械以及輸油管道、建筑行業(yè)等。

3.2 鎂、鎂合金及其應(yīng)用

鎂材料具有優(yōu)良的物理性能和機械加工性能，還具有非常豐富的蘊藏量，因此也被工業(yè)認(rèn)為最有發(fā)展的輕量化材料，更是二十一世紀(jì)的綠色金屬材料。其中汽車、摩托車等一些交通類產(chǎn)品都應(yīng)用了鎂合金，鎂材料也成為了實際應(yīng)用中最輕和便捷的金屬材料，在汽車的減重和性能改善中發(fā)揮著巨大的價值，因此也逐漸受到了更多人們的重視，現(xiàn)階段世界很多汽車公司已經(jīng)將鎂合金制造零件作為汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向[1]。此外，鎂合金在電子信息和儀器儀表行業(yè)是應(yīng)用發(fā)展最快的，在薄壁、微型、抗摔的基礎(chǔ)之上，還有電磁屏蔽、散熱和環(huán)保等優(yōu)勢，鎂合金就成為廠家的最佳選擇，鎂合金的外殼也可以促使產(chǎn)品更加豪華和美觀。近幾年來，電子信息行業(yè)應(yīng)用鎂合金的消耗量也在急劇增加，逐漸成為了拉動全球鎂消耗的重要動力需求。

3.3 鋁、鋁合金及其應(yīng)用

鋁質(zhì)材料的密度較小，導(dǎo)熱性能良好，便于成型，價格比較廉價，這些都是鋁合金的優(yōu)點，因此也被大量應(yīng)用在航空航天、交通運輸以及建材等行業(yè)。比如在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用中，鋁合金就具有密度低、強度高、剛度比高、低溫性能良好、耐腐蝕性、超高強的塑成型性能等優(yōu)勢，也是應(yīng)用在航空航天行業(yè)中的最佳理想型結(jié)構(gòu)材料[2]。在航天領(lǐng)域中，鋁合金已經(jīng)取代了很多具有常規(guī)剛強度的鋁含金，在發(fā)展中也具有非常大的優(yōu)勢，具有很好的發(fā)展前景。

4 國防機械工程材料的發(fā)展前景

4.1 實用性機械材料的發(fā)展

在國防機械工程的制造過程中，首先就需要考慮材料的實用性。材料的應(yīng)用需要根據(jù)設(shè)計的工藝指標(biāo)來進(jìn)行鑄造、加工、熱處理等[3]。然而這些工藝對材料的特征要求比較嚴(yán)格，不同的工藝就必須滿足不同的工藝要求特性，在保證生產(chǎn)需求的前提下，還要選擇合理的加工材料。

4.2 低能耗國防機械材料的發(fā)展

我國的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)是可持續(xù)發(fā)展，在各行各業(yè)的應(yīng)用中也必須遵循。在材料的選擇和應(yīng)用上就需要滿足能源消耗程度低、無污染等特性。在處理加工中，對于國防機械材料使用壽命最影響的就是熱處理工藝，還會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此就要盡量避免熱加工處理，盡可能的降低消耗和污染。

結(jié)語：

綜上所述，科學(xué)技術(shù)在飛速發(fā)展，同時也推動了我國社會經(jīng)濟的建設(shè)和發(fā)展。隨著我國工業(yè)機械化建設(shè)進(jìn)入了一個新的發(fā)展領(lǐng)域，也面臨著材料浪費和環(huán)境污染等問題。只有在各行業(yè)發(fā)展的同時，解決材料浪費和環(huán)境污染問題，才能促進(jìn)各行各業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]崔海花.基于智能控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2017（05）：12+14.

[2]陳佳盼.分析機械電子工程行業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢[J].科技資訊，2017，15（13）：250+252.

[3]王拓.控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用[J].通訊世界，2016（01）：193.