現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法芻議

摘 要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在不斷的進(jìn)步，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)方法也產(chǎn)生了極大的影響。計(jì)算機(jī)等技術(shù)已經(jīng)逐步的和現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了有效的融合，更為智能和綜合性的設(shè)計(jì)方法在不斷的出現(xiàn)并深刻的改變著傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法。在未來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)之中，其方向必然想著更為系統(tǒng)化、智能化發(fā)展，進(jìn)一步完善機(jī)械設(shè)計(jì)方法，推進(jìn)現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)；設(shè)計(jì)方法；機(jī)械

進(jìn)入21世紀(jì)，由于生產(chǎn)力的快速發(fā)展，社會(huì)生活與生產(chǎn)的各個(gè)方面都獲得了巨大的進(jìn)步，各種新工藝和新方法逐步的走進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)的領(lǐng)域。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境，機(jī)械設(shè)計(jì)要想在時(shí)代的發(fā)展之中立于不敗之地就必須注重方法的創(chuàng)新與技術(shù)的革命，只有這樣才能適應(yīng)時(shí)代的不斷進(jìn)步與發(fā)展。正是在這種環(huán)境的影響之下，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法逐步出現(xiàn)并得到了快速的發(fā)展，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的機(jī)械設(shè)計(jì)方法極大的改變了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的理念與過(guò)程。本文針對(duì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，希望可以對(duì)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)今后的發(fā)展帶來(lái)相應(yīng)的借鑒價(jià)值。

1.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

上世紀(jì)六十年代，人們?cè)趯?duì)機(jī)械設(shè)計(jì)研究的過(guò)程之中將機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程分為三個(gè)階段：體驗(yàn)階段、設(shè)計(jì)方案階段以及技術(shù)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)階段，這三個(gè)方面之間相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)普及之后，人們逐步的認(rèn)識(shí)到機(jī)械設(shè)計(jì)不應(yīng)該割裂開(kāi)來(lái)，而是應(yīng)該統(tǒng)一起來(lái)，進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)、設(shè)計(jì)和工藝三者之間的有效融合。在這種理念的引導(dǎo)之下，機(jī)械設(shè)計(jì)方法逐步融合并吸收了其他多種方法與理念，逐步形成了現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)方法。例如信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及系統(tǒng)科學(xué)都成為了促進(jìn)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法革新的重要因素。

2.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的方式與種類很多，機(jī)械設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，正是如此，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)存在真很多的特點(diǎn)。首先，在設(shè)計(jì)方法方面現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)往往與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行融合之后完成相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)；其次，設(shè)計(jì)理念在逐步的更新，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)逐步淡出時(shí)代發(fā)展的舞臺(tái)，取而代之的是更為科學(xué)與先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念；最后，在設(shè)計(jì)目標(biāo)方面，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的目標(biāo)零件和機(jī)械更為復(fù)雜，需要的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法更為先進(jìn)。

3.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法分析

隨著科學(xué)技術(shù)的革命，機(jī)械設(shè)計(jì)方法獲得了迅猛的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)普及并走入機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域之后，機(jī)械設(shè)計(jì)方法可以說(shuō)獲得了狂飚式的發(fā)展。各種新的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)方法如雨后春筍般鋪展開(kāi)來(lái)。

3.1可靠性設(shè)計(jì)

可靠性設(shè)計(jì)將機(jī)械設(shè)計(jì)與概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)進(jìn)行了有效的結(jié)合，在實(shí)際的設(shè)計(jì)之中將可靠度指標(biāo)與機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行了融合，這種設(shè)計(jì)方法可以更為準(zhǔn)確的反應(yīng)零件質(zhì)量，這種設(shè)計(jì)方法利用數(shù)學(xué)的概率原理計(jì)算出在給定環(huán)境之下零件不產(chǎn)生破壞的概率，進(jìn)一步的提供了零件的安全系數(shù)。這種設(shè)計(jì)方法主要為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)目標(biāo)和條件的日益復(fù)雜，進(jìn)一步保證了所設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的零件的質(zhì)量。該方法的發(fā)展與普及主要是現(xiàn)代數(shù)學(xué)與物力學(xué)共同發(fā)展與融合的結(jié)果，正是可靠性設(shè)計(jì)的出現(xiàn)才有效保證了各種高標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的順利推進(jìn)與不斷發(fā)展。

3.2最優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)計(jì)法是根據(jù)最優(yōu)化原理和方法綜合各方面的因素，以人機(jī)配合的方式或自動(dòng)搜索方式，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行半自動(dòng)或自動(dòng)設(shè)計(jì)，尋求在現(xiàn)有工程條件下的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)之中優(yōu)化的主要內(nèi)容包括兩個(gè)方面：第一，對(duì)實(shí)際的工程進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象，抽象成為相應(yīng)的最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；第二，應(yīng)用迭代法來(lái)遙進(jìn)出相應(yīng)的解。通過(guò)這兩個(gè)階段就實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)化處理，尋去更為科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，這成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法之中不可或缺的環(huán)節(jié)與步驟。

3.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，正是由于計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)極大的改變了現(xiàn)代社會(huì)生活與生產(chǎn)方式，同樣也對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)方法的改變帶來(lái)相應(yīng)的機(jī)遇。在現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)之中，更多選擇的是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入讓現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)更加智能化。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程之中主要分為四個(gè)步驟：其一，建立數(shù)學(xué)模型，因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)模型，在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程之中必須首先建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，這是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的首要步驟；其二，設(shè)計(jì)程序，這是計(jì)算機(jī)的指令程序，也是最為關(guān)鍵的步驟；其三，編輯程序，該過(guò)程從嚴(yán)格意義上來(lái)講與機(jī)械設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)，就是簡(jiǎn)單嚴(yán)格的程序編寫過(guò)程，需要應(yīng)用到計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言；最后，程序調(diào)試，這是所以計(jì)算機(jī)程序編寫之后必須進(jìn)行的一項(xiàng)操作，只有進(jìn)行了科學(xué)的程序調(diào)試才能得知其工作是否正常，是否可以完成相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)。

3.4系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)方法

系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)方法就是將傳統(tǒng)的幾個(gè)設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行有機(jī)的整合，將原來(lái)的多步驟設(shè)計(jì)整合為一步設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法有效的提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的效率，讓現(xiàn)代原來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)變的更為方便快捷，增強(qiáng)了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的連貫性。其次，這種系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法仍然保留了各個(gè)設(shè)計(jì)要素的獨(dú)立性，這是對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行逐步優(yōu)化的結(jié)果，也正是各個(gè)設(shè)計(jì)因素的相對(duì)獨(dú)立性決定了系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法可以不影響設(shè)計(jì)要素的功能和性質(zhì)；第三，機(jī)械設(shè)計(jì)雖然表面實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化但是其內(nèi)部仍然存在著必然的聯(lián)系，功能方面仍然存在其自身的層次性，這種設(shè)計(jì)方法對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展有著十分重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

4.結(jié)束語(yǔ)

時(shí)代在發(fā)展，技術(shù)在進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)方法也在不斷的革命。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法正在向著動(dòng)態(tài)化、智能化、科學(xué)化方面發(fā)展。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法已經(jīng)逐步的退出了歷史的舞臺(tái)，取而代之的更為科學(xué)與先進(jìn)的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法。這些先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法必將促進(jìn)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的不斷進(jìn)步與發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：孟明，（1990.3.2-），男，漢族，籍貫：河南省商丘市夏邑縣孔莊鄉(xiāng)程村，職稱：學(xué)生，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。