創(chuàng)新設(shè)計(jì)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

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摘要：對(duì)于一個(gè)國(guó)家來說，創(chuàng)新是不竭的動(dòng)力，是民族發(fā)展的基礎(chǔ)，只有具備創(chuàng)新的意識(shí)和思維，才能在具體的的實(shí)踐工作中提高我國(guó)的綜合國(guó)力。機(jī)械是一個(gè)國(guó)家富強(qiáng)的重要標(biāo)志，對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說需要具備很強(qiáng)的創(chuàng)造性。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要時(shí)刻注重改革和創(chuàng)新，只有這樣才能達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能獲得最符合規(guī)范的設(shè)計(jì)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；應(yīng)用

0.引言

當(dāng)前，對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)已經(jīng)得到了較為廣泛的關(guān)注，創(chuàng)新是為了對(duì)機(jī)械進(jìn)行更好地利用，同時(shí)也是為了將其實(shí)際效能發(fā)揮出來。對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)來說，一般其思維都較為統(tǒng)一，且以變?cè)橹?，因?yàn)檫@種方法使用簡(jiǎn)單，在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中利用邏輯化的思維可以對(duì)可變?cè)剡M(jìn)行系統(tǒng)化的梳理。對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，它是一項(xiàng)非常具有創(chuàng)造性的工作，在設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)需要時(shí)刻對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，這樣才能讓設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化效果。在本文中，主要論述了變?cè)ㄔ跈C(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以期能得到更好的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果。

1.變?cè)?/p>

在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中變?cè)ǖ膽?yīng)用較為廣泛，該法是從德國(guó)引進(jìn)的，它同時(shí)還被賦予了創(chuàng)新的精神，將變?cè)☉?yīng)用在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中就是創(chuàng)新的重要標(biāo)志。變?cè)ㄏ到y(tǒng)化和邏輯化地梳理了設(shè)計(jì)中的一些可變?cè)?，便于更加有效和可靠地進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新。在應(yīng)用變?cè)ㄇ?，工作人員需要首先分析和研究好機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本框架，這樣才能確保最優(yōu)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于變?cè)▉碚f，它對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定義具有極好的詮釋作用。論證過的變?cè)梢詫?duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行有效調(diào)整，便于改變?cè)仍O(shè)計(jì)中的弊端，以便提供更好的設(shè)計(jì)方案，將變?cè)ㄗ陨淼膬?yōu)勢(shì)發(fā)揮出來。

1.1材料變?cè)推鋽?shù)量

在機(jī)械設(shè)計(jì)中會(huì)涉及很多的原材料，這些材料種類繁多，同時(shí)每種材料的價(jià)值不一，功能也各不相同。如果從另一個(gè)角度來考慮，原材料的加工工藝差別性也較大，有效加工后才能符合某種需求，并成為理想地達(dá)到參數(shù)要求的材料。還有部分材料是不能加工的，需要對(duì)材料實(shí)施變?cè)ú拍苓_(dá)到要求。比如，設(shè)計(jì)剛性材料，要想達(dá)到設(shè)計(jì)要求一般會(huì)使用增大面積的方法，讓其成為理想中的感性材料。鐵性材料可以通過將隔板增強(qiáng)等措施來進(jìn)行調(diào)整。這些例子都是通過變?cè)▉韺?shí)現(xiàn)的，也就是說變?cè)ㄍㄟ^變量的形式將一種或是多種變量改變，但是并沒有改變結(jié)果，屬于全新的設(shè)計(jì)模式。加工面和工作面是機(jī)械結(jié)構(gòu)原理的兩個(gè)重要基本元素，此外還包括產(chǎn)品本身和產(chǎn)品整體等。產(chǎn)品性能可以通過這幾種元素進(jìn)行衡量，操作人員在實(shí)際的工作中需要調(diào)整好這些產(chǎn)品元素，這樣得到的產(chǎn)品原件才能達(dá)到理想效果。

1.2位置和工藝變?cè)?/p>

所謂的位置變?cè)傅氖菍⒃恢酶淖?，以此來?yōu)化設(shè)計(jì)。比如，在焊接部分元器件的過程中操作人員需要選擇好焊接位置，確保焊接位置靠近中心軸，避免元器件出現(xiàn)變形，或是有不規(guī)則扭曲現(xiàn)象出現(xiàn)。所謂的工藝變?cè)傅氖窃跈C(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要嚴(yán)格把好施工工藝關(guān)，同時(shí)結(jié)合好圖紙將最優(yōu)的工藝產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來，同時(shí)借助先進(jìn)工藝技術(shù)的幫助，開發(fā)和設(shè)計(jì)元器件，一旦出現(xiàn)問題要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。

1.3尺寸變?cè)?/p>

所謂的尺寸變?cè)傅氖菍⒃骷男螤罡淖?，以此來達(dá)到最優(yōu)化，也就是將元器件的長(zhǎng)寬高3個(gè)基本參數(shù)改變。比如，泠沖壓壓彎曲技術(shù)，因?yàn)椴牧鲜悄苓M(jìn)行彈性變化的，但是需要在泠沖壓之前先變形，同時(shí)還要考慮到和計(jì)算相關(guān)的參數(shù)，只有這樣才能使得材料在變?cè)蟪浞职l(fā)揮作用，如圖1所示。

2.機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)分析

在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)考慮好防腐性能，在選擇材料和零部件的過程中需要考慮到如圖2所示因素的影響作用，另外，還需要考慮到如下元素：設(shè)計(jì)防腐設(shè)備：機(jī)械設(shè)備需要給予其完善的空間，特別是需要確保其處于干燥的環(huán)境中，淤積介質(zhì)千萬不能出現(xiàn)，這樣可以有效減少設(shè)備的腐蝕。結(jié)構(gòu)間隙腐蝕：在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)過程中，一般都會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)盲區(qū)，這些盲區(qū)位于眼睛看不到或是手觸摸不到的地方。這些區(qū)域很容易沉淀物質(zhì)，這些物質(zhì)不僅能損害機(jī)械設(shè)備，同時(shí)還會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，設(shè)備的使用年限會(huì)大大降低，主要體現(xiàn)在如下方面：焊接點(diǎn)、鉚接結(jié)構(gòu)和容器襯板結(jié)構(gòu)等。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)這些部分時(shí)一定不要出現(xiàn)間隙結(jié)構(gòu)，從而將結(jié)構(gòu)質(zhì)量提高。如果上述問題不能得到解決，就需要將密封間隙增加。如果上面的設(shè)計(jì)不能達(dá)到要求，可以將間隙進(jìn)行合理擴(kuò)大，使得設(shè)計(jì)質(zhì)量得到保證。避免直接接觸金屬：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中盡量不要直接接觸金屬，這是因?yàn)榻饘偃菀壮霈F(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，所以需要將不同的金屬隔離出來。不要出現(xiàn)高濃度梯度：從某種意義上講容易出現(xiàn)沉淀物或是冷凝物，這樣會(huì)導(dǎo)致局部勢(shì)差出現(xiàn)，從而使得設(shè)備的腐蝕速度增快。在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，需要將最小面積規(guī)范體現(xiàn)出來，這樣才能將表面積最大限度地減少，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，球體結(jié)構(gòu)是最好的選擇，圓柱體是僅次于球體結(jié)構(gòu)的選擇。

3.最優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

對(duì)于設(shè)計(jì)方案來說，它會(huì)直接影響到機(jī)械結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用效果，所以在設(shè)計(jì)方案的選擇中需要高度重視，或者是設(shè)計(jì)出多種方案進(jìn)行相互的對(duì)比和篩選，將最佳方案選擇出來，在對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理分析之后，評(píng)價(jià)好設(shè)計(jì)方案，在評(píng)價(jià)過程中需要采用科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)方法，一般使用較多的是模糊綜合評(píng)判法。在綜合評(píng)定時(shí)需要考慮到安全性、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、社會(huì)效益、維修性和可操作性等評(píng)價(jià)因素的影響。如果是考慮到社會(huì)效益的影響，需要考慮到設(shè)備是否會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障等；如果是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，需要從成本和人員兩方面來考慮；如果是可操作性，需要從施工工藝方面來考慮，主要是從施工技術(shù)是否成熟等方面來考慮。所以，綜合上面的因素考慮，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)對(duì)結(jié)果進(jìn)行不斷的優(yōu)化，這樣不僅能對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)還能對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)于結(jié)構(gòu)中的一些關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)和零部件要建立起數(shù)學(xué)模型，這樣才能對(duì)其進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。因?yàn)槟Ｐ湍軐⒔Y(jié)構(gòu)特征真實(shí)反映出來，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)和完善提供必要的參考依據(jù)，這樣才能綜合性優(yōu)化。隨著我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的增快，我國(guó)的綜合實(shí)力的重要衡量參數(shù)就是機(jī)械設(shè)備，所以需要對(duì)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，這樣才能不斷完善好施工技術(shù)。隨著我國(guó)當(dāng)前科技創(chuàng)新的發(fā)展，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也被不斷地進(jìn)行優(yōu)化，測(cè)控設(shè)備的方法也得到了不斷的優(yōu)化和發(fā)展，設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路也需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷將自身的創(chuàng)新意識(shí)提高，同時(shí)不斷引進(jìn)新的設(shè)計(jì)理念，使得機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到不斷地完善和發(fā)展。

結(jié)語

在設(shè)備的使用和更新過程中機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到了非常重要的作用，它在很大程度上促進(jìn)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)來說找到適合的新方法來替代舊方法是當(dāng)前需要解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)人員具有較強(qiáng)的實(shí)際操作技能和操作意識(shí)，同時(shí)不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路和理念提高，只有這樣才能提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)我國(guó)的強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)。

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作者:杜春艷 單位:恩比爾機(jī)械制造有限公司