新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程方向的研究與應(yīng)用

張夢(mèng)

【摘? 要】隨著現(xiàn)代工業(yè)改革的逐步深化，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)也取得了諸多顯著的發(fā)展成效。特別是作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及相關(guān)服務(wù)業(yè)的輔助配套功能來(lái)說(shuō)，機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。論文結(jié)合主要應(yīng)用需求和應(yīng)用方向，針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程領(lǐng)域的研發(fā)要點(diǎn)展開(kāi)探討。同時(shí)希望通過(guò)這些機(jī)械設(shè)計(jì)要點(diǎn)和思路為機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)人員和汽車工程從業(yè)者提供參考。

【Abstract】With the gradual deepening of modern industrial reform， the theoretical basis of mechanical design in China has also made a lot of remarkable achievements. Especially as an auxiliary supporting function of industry， agriculture and related service industries， the application scope of mechanical design theory is also expanding. Based on the main application requirements and application direction， this paper discusses the research and development points of mechanical design theory in the field of automotive engineering. At the same time， it is hoped that this can provide references for mechanical design technicians and automobile engineering practitioners through these key points and ideas of mechanical design.

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì);汽車工程;NVH分析;應(yīng)用方案

【Keywords】mechanical design; automotive engineering; NVH analysis; application scheme

【中圖分類號(hào)】U462? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）06-0174-02

1 引言

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的現(xiàn)代工業(yè)水平實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展。而作為工業(yè)領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一，機(jī)械工程中的機(jī)械設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用在整個(gè)機(jī)械科學(xué)體系中擁有至關(guān)重要的作用。由其搭建的基礎(chǔ)理論體系和上層應(yīng)用架構(gòu)為復(fù)雜機(jī)械的應(yīng)用方法創(chuàng)新與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。由于機(jī)械設(shè)計(jì)理論的體系較為繁雜，與其關(guān)聯(lián)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及零部件等理論研究與實(shí)踐都會(huì)直接影響到機(jī)械裝置的實(shí)際應(yīng)用效果。作為我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及服務(wù)業(yè)的重要服務(wù)支持對(duì)象，機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用和產(chǎn)品化已具有較長(zhǎng)的歷史，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛普及。然而對(duì)其理論方面的研究仍會(huì)受到現(xiàn)實(shí)需求的影響。從工業(yè)技術(shù)的常規(guī)發(fā)展路徑來(lái)看，只有出現(xiàn)新的機(jī)械裝置應(yīng)用需求時(shí)才能推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)理論的創(chuàng)新和發(fā)展。

2 新型機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用范圍與基本特征

經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和應(yīng)用積累，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)理論在產(chǎn)品轉(zhuǎn)化和工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景中的應(yīng)用已積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。從總體來(lái)看，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究方向主要可歸納為以下幾個(gè)方面，包含現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與方法，機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與仿真，傳動(dòng)新型理論設(shè)計(jì)，機(jī)器人機(jī)構(gòu)與控制仿真，基于機(jī)械創(chuàng)新的設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)等幾個(gè)大類。而從機(jī)械設(shè)計(jì)理論與汽車工程的關(guān)聯(lián)性來(lái)看，應(yīng)用最為廣泛同時(shí)也是適配度最高的主要有兩個(gè)方面，分別是汽車工程技術(shù)與汽車工程中的實(shí)際操作。考慮到汽車工業(yè)本是一個(gè)國(guó)家重點(diǎn)推進(jìn)的制造業(yè)基礎(chǔ)代表，其綜合產(chǎn)能與產(chǎn)品的品質(zhì)也彰顯著國(guó)家制造業(yè)的整體水平。從這一角度來(lái)看，汽車工業(yè)不僅是泛泛理解的工業(yè)體系組成元素之一，也構(gòu)成了現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的核心載體。目前的汽車工業(yè)理論基本原理與汽車工程工業(yè)緊密相關(guān)，在實(shí)際應(yīng)用中二者的契合度也較為理想。汽車工程創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型都離不開(kāi)汽車工程技術(shù)的支持，對(duì)于相應(yīng)的工業(yè)操作和生產(chǎn)流程也有著較高要求。而在實(shí)際操作過(guò)程中，與機(jī)械設(shè)計(jì)同步創(chuàng)新的還包含理論層面的機(jī)械技術(shù)原理。有些時(shí)候還會(huì)關(guān)系到工藝?yán)碚摰膶?shí)際操作，這些內(nèi)容都要依賴于機(jī)械設(shè)計(jì)理論而實(shí)現(xiàn)工藝進(jìn)步。

3 新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程方向的應(yīng)用

3.1 汽車工程噪音與振動(dòng)控制方向的應(yīng)用

伴隨著人們生活水平的持續(xù)改善與提高，消費(fèi)者對(duì)于汽車類消費(fèi)品的使用舒適性需求正在大幅增長(zhǎng)。而汽車在行駛過(guò)程中的噪音和振動(dòng)控制會(huì)直接影響其使用感受和市場(chǎng)反饋。在汽車制造行業(yè)中衡量此類舒適性的客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)為NVH分析結(jié)果。NVH即為由Noise（噪聲）、Vibration（振動(dòng)）和Harshness（聲振粗糙度）三種關(guān)乎汽車噪音與振動(dòng)的誘導(dǎo)因素構(gòu)成的機(jī)械理論，這項(xiàng)分析的數(shù)值能夠直觀地反映出汽車產(chǎn)品使用的市場(chǎng)反饋情況。NVH的主要測(cè)量方式和數(shù)據(jù)來(lái)源是空氣傳播產(chǎn)生的噪音及發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)架震動(dòng)產(chǎn)生的噪音二者的綜合結(jié)果。通過(guò)這種新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論，NVH能夠改善現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件的振動(dòng)頻率匹配狀況，并大幅度消除震動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的耦合現(xiàn)象。此外，NVH分析還能極大程度地改善和提升產(chǎn)品的抗震動(dòng)特性，讓汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中盡可能地降低其噪聲和振動(dòng)，以此創(chuàng)造良好的駕駛和使用體驗(yàn)。通過(guò)NVH新型機(jī)械理論的應(yīng)用能夠?yàn)殪o音車型的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)提供最直接的性能指標(biāo)。相關(guān)技術(shù)人員可以結(jié)合NVH的設(shè)計(jì)要求，對(duì)零部件的生產(chǎn)和組裝等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化管理并對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的銜接和組裝工藝的優(yōu)化實(shí)施工藝升級(jí)。從設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成本及實(shí)施周期等角度考慮，NVH分析均能夠?yàn)樾驴钴囆偷脑O(shè)計(jì)和測(cè)試模型搭建帶來(lái)直接的靜音效果保障。