新型機械設計理論在汽車工程中的運用研究

吳啟春

摘 要：在當前背景下，機械設計原理與設計理論在我國汽車制造等多個產業中均表現出了良好的發展趨勢與應用前景。尤其是在汽車工程方面，新型機械設計理論的運用效果更為突出，不僅可以有效提升汽車工程技術水平，優化實際操作;同時也能夠充分應用到汽車工程外觀設計、變速器研究、結構優化以及模態分析等多個環節當中，進而有效促進我國汽車工程的健康可持續發展，進一步推動我國社會經濟的進步。

關鍵詞：新型機械設計理論;汽車工程;運用

1 新型機械設計理論研究意義及方向

從我國汽車制造業發展歷史來看，機械是其中一個重要部分。而在人類社會的發展歷史中，機械化生產也是其中重要一環。現今人類社會的經濟發展呈現著穩步上升的趨勢，而在這一背景下，社會對機械設備的需求量也在逐步上升。而機械設計的不斷進步，解放了人們，使得其從原有繁重的工作及出行方式中解脫。而進入21世紀后，機械設計理論也發生了較大的改變。

1.1 新型機械設計理論研究意義

從個人角度來看，汽車設計中應用的機械設計制造理論的合理應用可以為其帶來相應的經濟收益，因此拉動更多的制造廠投入資金、時間、精力，研制出更為科學先進的設計，在滿足人類生活出行需要的同時，也期待獲得更大的效益。就目前來看，社會發展的內生因素主要是科技的推動，因此從某種程度來看，汽車制造廠的機械設計也可以對社會經濟生產發展產生拉動作用。可以說，兩者是互相拉動互相促進的作用。想要機械設計對接下來的經濟發展還將產生積極作用，就需要保證機械設計可以與時代要求相呼應，與人類需求相符合。因此，設計人員需要結合新型設計理論，研究出更符合經濟發展以及人們需要的產品，只有這樣才能滿足經濟效益與實用性質雙重要求。

1.2 新型機械設計理論發展方向

就目前來看，現今市場是呈現多元化趨勢，制造業市場也不例外，加上社會發展對機械產品的要求越來越高，也越來越全面，造成機械設計理論必須努力迎合市場的需要，因此出現一系列重大的變化。簡單說，我國新型機械設計理論都是要符合實際的需求，要保證依據理論設計出來的產品在社會上有需求，要符合智能化、多樣性、效率高等特點。因此可以說，我國現今開展的機械設計工作已經不是傳統意義上生產一個零部件那么簡單了，而是要多方考慮，充分滿足社會大眾需要，通過滿足大眾需要，拉動經濟獲得進一步發展。另外，在設計外觀、設計時間以及使用壽命上也有了更高的要求。

2 汽車工程概述

在工業革命時期，第一輛汽車首次出現在人類歷史上。而在之后的歷史發展長河中，汽車工業就迅速地發展了起來，并逐步成為人們生活與生產活動中必不可少的一部分。與此同時，汽車還為人們的出行帶來了較大的便利性，加快了人們的生活節奏，進一步推動了人類文明的進步與發展。在過去的幾十年里，雖然我國汽車產業也得到了快速的發展，但受科學技術水平的限制，我國仍需要進一步加大對汽車工程的研究，以此來不斷優化汽車的多項性能。而新型機械設計理論在汽車工程研究中具有較高的運用價值，可以進一步推動我國汽車工程的發展與進步。

3 新型機械設計理論在汽車工程中的運用

3.1 在汽車工程噪聲和振動上的應用

汽車作為企業生產、商業運行、人們出行等方面的重要交通工具，其零部件是否能夠安全、高效的運轉不僅會直接影響到人們的生命財產安全與安全出行，同時也與運輸的安全性與高效性密切相關。因此，在汽車運行過程中，一旦其某個零部件或者是其他設備出現了問題與故障，就會直接影響到汽車的安全駕駛性能。其中，噪聲與故障性振動是一種較為普遍存在的現象。

針對這一問題，就要優先解決汽車普遍存在的噪聲與振動問題。在車輛運行過程中，可以通過車輛的噪聲、振動與聲振粗糙度來對汽車質量進行綜合性指標的判斷。同時，該項指標也是評價汽車舒適性的關鍵指標之一，與汽車產品的市場形象息息相關。為此，要想有效減少噪聲與振動情況的發生，就要防止輸入載荷頻率與結構模態頻率過度的接近，并應用新型機械設計理論中的頻率分布表來解決這一問題。在匹配振動頻率的同時來減少與消除振動過程中所產生的耦合現象，進一步優化汽車產品的振動性能，進而大大減少汽車運行期間的振動與噪聲。另外，技術人員該可以應用NVH來客觀分析與事先獲取新開發車型的性能指標，進而進一步優化與完善設計與制造等多個環節。總之，不管是站在設計成本的角度，還是開發周期的角度，新型機械設計理論均可以為新型車型的設計提供良好的基礎。

3.2 汽車結構強度及模態分析、結構優化上的應用

現今世界經濟總體呈現向上發展的趨勢，在這一背景下，對現代汽車結構、性能及行駛技術也有了更高的要求，它要求現代汽車滿足節能、舒適、安全、降低排放等要求。而在這一要求下，車身輕量化發展成為主要趨勢，車身輕量化要求對汽車框架及結構進行優化，在車身制造上要求采用高強度低密度材料，可以使用的材料有高強度板料等。而車身作為汽車的主體構成，它本身必須有著足夠的強度，從而對整個汽車的使用壽命進行保證，車身有著足夠剛度也可以是的汽車裝備及使用符合要求。在機械創新設計以及檢測技術的使用過程中，機械有限元分析方法可以對車身的使用要求有效滿足，主要應用在兩方面：一是在汽車設計中分析汽車的結構件、主要機械零件所具有的強度、穩定性以及剛度要求。二是在汽車結構分析中充分利用有限元法對汽車各構件開展模態分析。同時利用計算機可以對汽車各構件所產生的振動模態充分清晰觀察，這就讓結構動態設計工作更為方便。因此，有限元分析法在汽車結構應用過程中起著有益作用，可以使得車身設計水平大幅度提高。

4 結束語

近些年來，隨著機械設計水平的不斷提高，我國汽車制造業的市場競爭也越來越激烈。在這一背景下，汽車制造企業要想實現更好更快的發展，滿足廣大客戶群體對于汽車的多樣化需求，就要充分重視新型機械設計理論在汽車工程的應用，以此來不斷提升汽車制造生產質量，創新機械設計理念，進一步拓展企業制造企業的發展空間。

參考文獻：

[1]郭文.新型機械設計理論在汽車工程方向的研究與應用[J].中外企業家，2019（28）：202.

[2]王皓.新型機械設計理論在汽車工程方向的研究與應用[J].山東工業技術，2019（09）：51.

[3]張利虎.新型機械設計理論在汽車工程方向的研究及應用[J].時代汽車，2017（20）：59-60.