李憲才

摘 要：近年來，我國制造業(yè)開始逐漸向國際化水準靠攏，隨之而來的市場競爭也日趨激烈，使得新形勢下市場環(huán)境將迎接新的機遇和嚴峻挑戰(zhàn)。市場對機械產(chǎn)品的原材料、質(zhì)量、性能、價格、外觀設(shè)計等方方面面都提出了更豐富的高標準需求，因此提升生產(chǎn)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，不斷滿足全球需求、變化需求和環(huán)保需求，這也是我國作為制造業(yè)需要完成的一大壯舉。不斷提升制造業(yè)的生產(chǎn)水平，加快社會經(jīng)濟發(fā)展的腳步，機械是必不可少的條件，那么深入研究現(xiàn)代機械設(shè)計理論方法和應(yīng)用比以往任何時候都迫在眉睫。該文針對新型機械設(shè)計理論和基本原理在汽車工程方面進行一系列的研究，還探討了該理論在汽車工程方向上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計 新型理論 汽車工程 研究應(yīng)用

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（a）-0122-02

1 新型機械設(shè)計現(xiàn)狀

機械是我國制造產(chǎn)業(yè)不可或缺的部分，特別是應(yīng)用在人類生產(chǎn)生活中的一些十分關(guān)鍵的機械化生產(chǎn)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學的進步，機械設(shè)備也在不斷豐富和發(fā)展，把人類從繁重或危險的勞作中解救出來。目前，雖然我國在機械設(shè)計和理論上都有很大的進步，可是對于少數(shù)問題的解決還存在著很大的不足，這就要求機械設(shè)計研究者進行大量實驗并對實際問題展開深度研究。

七年前，我國制造業(yè)的工業(yè)增加值已經(jīng)躋身世界第二的位置，進一步證明我國儼然可稱作制造大國，但這并不意味著我國就是制造業(yè)強國，兩者之間是量和本質(zhì)的根本差異。我國的機械設(shè)備和產(chǎn)品即沒有真正形成自主知識產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品的制造和設(shè)計水平也遠遠落后于發(fā)達國家，而且在產(chǎn)品的功能等方面更是嚴重缺乏創(chuàng)新性。

1949年后我國的機械設(shè)計水平開始有了長足的發(fā)展，但依然無法與發(fā)達的德、美、日等工業(yè)強國媲美，依然處于落后地位。這種長時間的落后現(xiàn)狀也正說明了我國在機械產(chǎn)品方面的設(shè)計理論、方法以及技術(shù)領(lǐng)域極度缺乏創(chuàng)新性，另一方面也預示發(fā)展我國機械產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計理論方法研究的重要性和緊迫性。所以，一定要加強深化現(xiàn)代設(shè)計理論方法的探索研究，把現(xiàn)代設(shè)計理念全面應(yīng)用于到我國的制造業(yè)當中去。

2 新型機械設(shè)計發(fā)展意義

2.1 個人利益需求。

從生產(chǎn)者的個人利益而言，機械的設(shè)計與制造應(yīng)為其帶來可觀的收益，這是機械設(shè)計與制造的動力之一。

2.2 社會的需求。

機械設(shè)計需要體現(xiàn)對生產(chǎn)力的提高作用，體現(xiàn)在新的經(jīng)濟條件下新的生產(chǎn)形式或表現(xiàn)。

因此，新型機械的設(shè)計需要社會的需求和個人利益兩方面的動力。但并非每一項新型機械的設(shè)計都能滿足社會的發(fā)展需求和個人的利益要求。因此，如何設(shè)計出既符合時代要求，體現(xiàn)時代特征，又能促進經(jīng)濟發(fā)展的機械是每一個機械設(shè)計者都要思考和著重解決的問題，也是實現(xiàn)個人利益的決定因素。

3 機械設(shè)計理論的發(fā)展方向

隨著市場需求的多元化與產(chǎn)品質(zhì)量標準的不斷提高，我國現(xiàn)代機械設(shè)計理論方法的發(fā)展也在不斷的發(fā)生變化?？偠灾覈F(xiàn)代機械設(shè)計理論理念和方法未來需要在這些方向上貫徹執(zhí)行：第一，在功能上要實現(xiàn)高精度、高效率、智能化；在外觀操控上要實現(xiàn)輕量型、多便捷性；在層次上重點發(fā)展集成化。

具體來說，我國現(xiàn)代機械設(shè)計理論方法的發(fā)展對象由單機走向了系統(tǒng)，設(shè)計的根本訴求由一個個小目標的實現(xiàn)不斷走向眾多大目標的達成，進而減少產(chǎn)品設(shè)計的時間；設(shè)計應(yīng)用的領(lǐng)域也由單一化延伸到更多領(lǐng)域；產(chǎn)品設(shè)計由自由發(fā)展走向了有條不紊地發(fā)展；設(shè)計工作的人員從一個人走向了團隊化。

4 機械設(shè)計理論在汽車工程上的研究

4.1 汽車工程概述

隨著工業(yè)革命的發(fā)展，人類歷史上出現(xiàn)了第一輛汽車，近年來，伴隨汽車工業(yè)的異軍突起，汽車作成為當今社會生活必不可少的一部分，已經(jīng)被廣泛普及。汽車帶來的出行或運輸便捷性提高了人們的生活質(zhì)量，加快了生活節(jié)奏，更為人類文明的發(fā)展和進步產(chǎn)生了巨大影響。但是，在之前的幾十年中即便我國的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)發(fā)生了巨大的進步，可當下的科學技術(shù)水平依然還存在局限性，對于汽車的研究在各方面還需要更進一步的提高。新型機械設(shè)計理論以及一些基本原理在汽車工程方面有著很大的研究方向，并且對其有著一定的推動作用。

4.2 機械設(shè)計理論應(yīng)用于汽車工程上的意義

汽車工業(yè)的發(fā)展也是一個國家制造業(yè)前進的有力代表，并直接影響該國家制造業(yè)的發(fā)展進程。在一定意義上講，汽車工業(yè)不僅是最廣泛的一種工業(yè)，還是最新技術(shù)的最大載體。舉個例子，有些航空、航天領(lǐng)域的高新技術(shù)只有通過汽車工程工業(yè)才能夠更好的轉(zhuǎn)化形成規(guī)模型的產(chǎn)業(yè)，這就說明新型機械設(shè)計理論及基本原理在汽車工程、工業(yè)上有著很大的促進作用。隨著社會發(fā)展，對于汽車工程技術(shù)的研究有著越來越高的標準，這也迫切需要研究工作將機械設(shè)計理論揉入汽車工業(yè)，推動汽車工業(yè)的發(fā)展。

在實際生活當中，對于汽車工程的研究歸根結(jié)底是技術(shù)方面上的研究，技術(shù)研究又離不開實際操作方向上的研究，這些實際操作上的研究與機械設(shè)計的基本理論有著密不可分的關(guān)系，甚至有些實際操作有著很強的密切性。比如汽車的噪聲、振動等研究，同時這些實際操作對于這些問題的解決有著很好的作用效果。

5 新型機械設(shè)計理論在汽車工程上的應(yīng)用

5.1 在汽車工程噪聲和振動上的應(yīng)用

汽車是企業(yè)生產(chǎn)、人們生活和商業(yè)運行各方各面必不可少的交通工具。汽車各個零部件是否能高效、安全運轉(zhuǎn)，是否能夠促進運輸?shù)母咝О踩M行，關(guān)乎人門的衣食住行和交通安全。如果汽車零部件或者其他重要設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，那么就勢必會對汽車的安全造成影響從而給人們出行帶來威脅。汽車無法正常行駛，甚至會產(chǎn)生故障，故障性振動就是其中一大問題。

車輛工作條件下乘客感受到的噪聲、振動和聲振粗糙度，是判斷汽車質(zhì)量的一個綜合性指標。這項指標分析是評價汽車舒適性的又一項十分重要的指標，直接關(guān)系到了汽車產(chǎn)品的市場形象。減少以上現(xiàn)象的最簡單的辦法就是避免輸入載荷頻率和結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率接近，可以利用頻率分布表完成這一工作，不僅有助于對振動頻率進行匹配，用于消除振動過程中出現(xiàn)的耦合現(xiàn)象，還有利于改善產(chǎn)品的振動特性，從而可以大大降低汽車的噪聲及振動。利用NVH分析可以預先得到新開發(fā)車型性能指標，還能對設(shè)計以及制造等各個環(huán)節(jié)進行更好的優(yōu)化和完善。該分析不管從設(shè)計成本上，還是從開發(fā)周期上，都為設(shè)計新型車型提供了很好的保障。

5.2 在汽車結(jié)構(gòu)強度與模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的應(yīng)用

在世界經(jīng)濟和社會全面發(fā)展的趨勢下，節(jié)能、舒適、降低排放和提高安全性已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)、性能和技術(shù)的一個關(guān)鍵研發(fā)方向。車身輕量化發(fā)展主要優(yōu)化汽車框架和結(jié)構(gòu)、車身制造上采用高強度低密度材料，如高強度和汽車高強度板料兩個方向。車身是車的主要組成，車身必須有很好的強度從而保證車的壽命，以足夠的剛度來保證車的裝備與使用要求。在機械創(chuàng)新設(shè)計與檢測技術(shù)中，機械有限元分析的方法能夠有效地滿足上述車身的設(shè)計，其主要應(yīng)用體現(xiàn)在兩方面：一方面是在汽車設(shè)計中對結(jié)構(gòu)件、主要機械零件的強度、剛度和穩(wěn)定性進行分析：另一方面是在汽車結(jié)構(gòu)分析中通常采用有限元法來進行各構(gòu)件的模態(tài)分析，同時在計算機上可以清晰地觀看各構(gòu)件的振動模態(tài)，這就為結(jié)構(gòu)的動態(tài)設(shè)計提供了方便。因此說有限元分析的方法在汽車結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用提高了車身設(shè)計水平。

6 結(jié)語

機械設(shè)計的基本原理以及設(shè)計理論在制造等產(chǎn)業(yè)有著很好的應(yīng)用前景，特別是在汽車工程方面，絕對發(fā)揮著良好的效果，不僅對汽車工程技術(shù)和實際操作上的研究有貢獻，還對汽車工程、設(shè)計上的具體應(yīng)用起到推動作用，對于汽車工程的發(fā)展有著積極效果，對社會發(fā)展也有著深刻的促進意義。

參考文獻

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