淺析機械設(shè)計中材料的選擇與應(yīng)用

夏海鑫

摘 要：近些年，隨著“中國制造2025”計劃的實施，特別是 “智能制造”和“綠色制造”的快速發(fā)展，對機械設(shè)計行業(yè)提出了更多的要求。在機械設(shè)計行業(yè)中，材料的應(yīng)用是機械設(shè)計行業(yè)運行和發(fā)展的基礎(chǔ)。在現(xiàn)在資源嚴重損耗，機械設(shè)計的材料嚴重匱乏的情況下，全面考慮在機械設(shè)計的材料選擇和應(yīng)用問題，加強機械設(shè)計行業(yè)的環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)下迫切需要解決的問題。本文將在新形勢下對于機械設(shè)計的材料應(yīng)用方面展開分析，提出一些在采用應(yīng)用方面的建議和策略，希望能夠?qū)C械設(shè)計行業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計 材料選擇 應(yīng)用分析

在這個新時代，我們需要加強對機械材料的選擇和應(yīng)用問題的重視程度。在機械材料應(yīng)用方面不僅要考慮到節(jié)約資源和保護環(huán)境，除此之外，在材料的應(yīng)用方面還要考慮到材料本身的經(jīng)濟性。只有進一步完善機械設(shè)計中的材料選擇應(yīng)用工作，才能夠不斷促進我國機械設(shè)計行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

一、機械設(shè)計中對于選材應(yīng)用的重要性分析

在機械設(shè)計中對于選材及其應(yīng)用是機械設(shè)計環(huán)節(jié)的重點。對于機械設(shè)計來說，對于材料的選擇和應(yīng)用非常重要，材料的質(zhì)量如何將直接影響到機械自身的功能性和質(zhì)量好壞，在現(xiàn)在資源緊缺的大環(huán)境下，在機械設(shè)計的選材應(yīng)用方面必須要本著可持續(xù)發(fā)展的原則去進行。在考慮到材料的環(huán)保性和實用性的同時，還要考慮到其是否有利于節(jié)約資源和保護環(huán)境，除此之外，在材料的應(yīng)用方面還要考慮到材料本身的經(jīng)濟性。機械工程是城市建設(shè)的基礎(chǔ)，隨著城市建設(shè)的擴大，對于機械工程中原材料的需求也在增加，然而，在機械設(shè)計中的原材料很多都處于短缺狀態(tài)，實現(xiàn)選材及應(yīng)用材料的經(jīng)濟環(huán)保性是今后機械設(shè)計行業(yè)發(fā)展的必要要求和趨勢，實現(xiàn)對材料的充分利用是今后在機械選材和應(yīng)用過程當(dāng)中的重點所在。

二、在機械設(shè)計中選材及應(yīng)用中的注意事項

1.材料的經(jīng)濟適用性。在對于選材及應(yīng)用方面對于材料首先要考慮的就是經(jīng)濟適用性。機械設(shè)計人員要根據(jù)機械設(shè)計的整體構(gòu)造以及生產(chǎn)、安裝以及鑄造等過程綜合考慮，也要依照加工制造及使用情況，進行材料的甄別。最大限度的開發(fā)出其材料價值的同時實現(xiàn)預(yù)期的功能。比如，在機械鑄造中既要有流動的特性，同時還應(yīng)該具備收縮特性；鍛造加工的過程中就需要要求材料具備良好的可鍛造性，同時又要求材料鍛后能冷卻性質(zhì)好。實際生產(chǎn)制造過程中，要依據(jù)原料的不同性質(zhì)與實際的設(shè)計對于工藝的需要，在滿足設(shè)計需求的基礎(chǔ)上，充分考慮材料的經(jīng)濟適用性。

2.材料的環(huán)保節(jié)能性和可持續(xù)發(fā)展性。在當(dāng)今這個資源短缺和環(huán)境危機的大環(huán)境下，人們越來越認識到資源浪費和環(huán)境破壞問題的嚴重性，人們的環(huán)境意識逐漸加強，環(huán)保和節(jié)能充斥在各個行業(yè)當(dāng)中，成為當(dāng)下的關(guān)注的焦點。隨著科技的發(fā)展，有限的資源在不斷的被消耗，資源短缺的問題日益嚴重。所以，在機械設(shè)計中對于選材及應(yīng)用中要注重選材的環(huán)保和節(jié)能性，這不僅是實現(xiàn)機械設(shè)計行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求，也是實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的要求，對于材料的選擇上在滿足機械設(shè)計需求的同時，首先要考慮低能耗和低污染的材料，能用可再生資源就不用不可再生資源，建立在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略之上，這就響應(yīng)了國家可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展理念。

三、機械設(shè)計選材和應(yīng)用

1.選材的適用性。適用性是機械設(shè)計選材的重要原則之一。在機械設(shè)計中，一般都是要根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計工藝對于所選材料進行熱處理和鍛造等加工環(huán)節(jié)，這就對選擇的材料有非常嚴格的要求。因此，在機械設(shè)計選材環(huán)節(jié)要根據(jù)設(shè)計的材料需求選擇合適的材料。在機械材料加工中除了對材料的材質(zhì)有嚴格的要求之外，還對材料的外觀方面也有一定的要求。

2.負荷型材料的選材。材料失效是常見的問題之一，機械運行狀態(tài)下的材料失效會造成嚴重的生產(chǎn)事故。材料失效的一個重要原因就是所選材料的承載力不能滿足要求。因此，要保證機械能夠正常運行，減少上述現(xiàn)象發(fā)生，就要對機械設(shè)計的選材進行嚴格把控，在選材階段要充分考慮到材料的合理性，在充分考慮到材料載荷型的基礎(chǔ)上選擇性價比較高的材料。

3.低能耗的機械選材。在機械設(shè)計這個行業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谶x材低能耗的要求非常高，在保證選材的適用性的同時要考慮材料的低能耗、低污染方面的特性。例如，機械設(shè)計中的熱處理環(huán)節(jié)對于機械設(shè)備的壽命和性能上有著非常大的影響，并且在這個過程當(dāng)中會造成非常嚴重的環(huán)境污染，如果在設(shè)計中選擇一些在熱軋和冷軋狀態(tài)下還能夠發(fā)揮良好性能，較易處理的材料就可以大大減輕環(huán)境污染、減輕資源損耗和延長機械壽命。

4.無害化的機械選材。在很多機械設(shè)計中的應(yīng)用材料中都有有害物質(zhì)，這類元素不僅對環(huán)境有很大的污染，如果人體在受到此類物質(zhì)侵害時，也會對人體產(chǎn)生永久不可逆的損傷。因此在機械設(shè)計選材時應(yīng)該盡量避免有害物質(zhì)的使用，減少對環(huán)境和人體的損害。

5.可回收利用的機械選材。一些機械設(shè)備零件都是用金屬制成的，而且大多數(shù)都是稀缺金屬制成的，若在機械設(shè)計加工中材料不斷損耗，就會造成稀缺金屬的短缺和材料的浪費。因此，機械設(shè)計選材還要考慮到選材的可回收性。

四、總結(jié)

在我國社會經(jīng)濟發(fā)展的同時，造成了非常嚴重的環(huán)境污染和資源浪費。雖然我國的機械化水平不斷提升，但是這種提升是建立在環(huán)境污染和資源浪費之上的。為了避免資源的過度浪費和保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就要重視機械設(shè)計的選材及應(yīng)用問題。希望本文在機械設(shè)計的選材及應(yīng)用方面能夠給機械設(shè)計行業(yè)提供一些參考，使機械設(shè)計選材及應(yīng)用更加合理，幫助我國的機械設(shè)計行業(yè)更好的發(fā)展。

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