現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法研究及其創(chuàng)新

李圓圓

摘 要：機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)理念的發(fā)展變化促進(jìn)了設(shè)備的改造和升級改造的開展，人們在從事生產(chǎn)和其他各類工作時(shí)，對于機(jī)械設(shè)備性能和功能方面的需求產(chǎn)生了越來越多的變化，對機(jī)械設(shè)計(jì)提出更高的要求，在提倡創(chuàng)新改革的今天，機(jī)械設(shè)計(jì)在方法和構(gòu)建模式上都應(yīng)該進(jìn)行創(chuàng)新，以適應(yīng)和滿足人們不同的需求和條件，這也是現(xiàn)代機(jī)械發(fā)展的必經(jīng)之路，通過創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)方法和方案來提高機(jī)械設(shè)備的性能和質(zhì)量，并且對設(shè)計(jì)的理念要進(jìn)行創(chuàng)新和深入的剖析。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械；設(shè)計(jì)方法；創(chuàng)新

引言

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)重要的工程活動，需要強(qiáng)大的創(chuàng)造力支撐，才能實(shí)現(xiàn)整體的發(fā)展與優(yōu)化，形成一個(gè)堅(jiān)固的綜合性產(chǎn)業(yè)。近年來，我國經(jīng)濟(jì)市場發(fā)生的巨大的變動，這直接的影響到機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，帶來了新的挑戰(zhàn)，想要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)展，就必須從源頭對機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的改革與創(chuàng)新，不斷地研發(fā)創(chuàng)出新的技術(shù)，并將其運(yùn)用到實(shí)踐操作中，以滿足社會經(jīng)濟(jì)的需求。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)向正規(guī)化、統(tǒng)一化的角度發(fā)展，保障了產(chǎn)品的質(zhì)量。

一、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

（一）計(jì)算機(jī)智能化

高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)械設(shè)計(jì)帶來了新的活力，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，極大的推動了我國的社會生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全面實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用成為時(shí)代的需求。通過計(jì)算機(jī)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)功能，以及系統(tǒng)仿真系統(tǒng)能夠進(jìn)行復(fù)雜抽象的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的高效率以及高質(zhì)量，為機(jī)械設(shè)計(jì)在未來發(fā)展道路上形成新的紀(jì)元。

機(jī)械的設(shè)計(jì)工作需要迸發(fā)出更多的創(chuàng)新觀念和理念，而計(jì)算機(jī)技術(shù)與智能技術(shù)的結(jié)合，加上設(shè)計(jì)者的精巧構(gòu)思，為機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)帶來了更多的發(fā)展機(jī)遇，運(yùn)用計(jì)算機(jī)的智能化程序極大的提高了設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性和基本結(jié)構(gòu)上的合理性，很多以往不符合常規(guī)和人們合理想象的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都通過計(jì)算機(jī)加以實(shí)現(xiàn)，并在實(shí)際的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)研究中得以普遍應(yīng)用，這得益于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力，再通過智能化的模擬建模分析處理功能，對于機(jī)械設(shè)計(jì)方案中存在的缺陷和不足加以彌補(bǔ)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題所在的位置，能夠?qū)σ恍┙Y(jié)構(gòu)中的微觀和細(xì)小的問題進(jìn)行分析和檢測，同時(shí)可以驗(yàn)證某些設(shè)計(jì)思路和理念的可行性和合理性，這無疑是現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)工作中的一大顯著特點(diǎn)，并且隨著技術(shù)水平的不斷提高，高度的智能化設(shè)計(jì)方案和項(xiàng)目必將大量涌現(xiàn)。

（二）設(shè)計(jì)方法創(chuàng)造性

機(jī)械設(shè)計(jì)者作為機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的靈魂，需要擁有創(chuàng)新的發(fā)展理念，以及先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具，三者缺一不可。設(shè)計(jì)者通過對設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)所需要的設(shè)備以及材料進(jìn)行科學(xué)的研究分析，運(yùn)用創(chuàng)新的邏輯思維進(jìn)行想象，并與現(xiàn)代工藝與創(chuàng)新技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造出更多的新機(jī)械產(chǎn)品。

設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新會激發(fā)出方法方式上的創(chuàng)新，設(shè)計(jì)人員也由此擺脫了以往知識框架和固有理論方法的局限性，突破固有局限的創(chuàng)新方法應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)工作之中，這是整個(gè)設(shè)計(jì)工作中的巨大成就，它包含了多種技術(shù)和材料方面的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)真正的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)。

二、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)具備的原則

（一）多功能原則

人們生活質(zhì)量的日益增長，對產(chǎn)品的要求越來越多，顧客在選擇產(chǎn)品時(shí)不再專注于產(chǎn)品的一項(xiàng)功能，而是從產(chǎn)品的整體方面進(jìn)行考慮，多功能的產(chǎn)品的制造成為當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的潮流?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的目的就是為滿足當(dāng)代人的實(shí)際需求，如果在功能上無法滿足，那么產(chǎn)品就失去了制作的原始意義。

設(shè)備的功能性一直是人們普遍關(guān)注的重點(diǎn)，機(jī)械設(shè)備如果只具有單一化的功能單元，那么的應(yīng)用廣度勢必會被局限在一定范圍之內(nèi)，當(dāng)今設(shè)備應(yīng)用的需求變化發(fā)展速度極快，人們已經(jīng)不能滿足于一種設(shè)備就具備一種功能這種情況，而是要求現(xiàn)代機(jī)械具備多種功能，并且實(shí)現(xiàn)功能單元的同時(shí)啟用而不互相影響，并充分地發(fā)揮出應(yīng)有的功能作用，因此多功能的原則是現(xiàn)代機(jī)械在設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的重點(diǎn)研究方向，讓單一設(shè)備具備多種應(yīng)用功能，不僅能夠減少所使用的設(shè)備數(shù)量，降低設(shè)備采購成本，而且可以實(shí)現(xiàn)一種設(shè)備多種應(yīng)用，拓展了機(jī)械設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域范圍，這樣的設(shè)備產(chǎn)品也能夠得到更多行業(yè)和領(lǐng)域的青睞。

（二）最大化經(jīng)濟(jì)效益原則

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不僅要滿足當(dāng)代人的需求，同時(shí)也要考慮到產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，兩方面因素的存在共同推動著機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化、創(chuàng)新化發(fā)展。制作成本低廉，但功能健全、安全性高的產(chǎn)品成為當(dāng)前設(shè)計(jì)師應(yīng)考慮的重點(diǎn)。在設(shè)計(jì)制造中，一定要保障材料充足，合理分工，實(shí)現(xiàn)最大化利潤原則。

再好的機(jī)械設(shè)備，如果價(jià)格太貴，那么它在市場中也難以被大多數(shù)用戶所選定。價(jià)格因素的重要性，設(shè)計(jì)人員需要在設(shè)計(jì)中牢記此點(diǎn)，在保證設(shè)備性能和質(zhì)量達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，盡可能壓低設(shè)備產(chǎn)品的成本造價(jià)，并通過合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，完善現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、產(chǎn)品銷售以及售后服務(wù)的整個(gè)流程體系，從各個(gè)主要環(huán)節(jié)和渠道上節(jié)約成本費(fèi)用，逐步打造物美價(jià)廉，質(zhì)高低廉的機(jī)械設(shè)備。

三、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法

（一）仿生物類比設(shè)計(jì)方法

基于現(xiàn)代環(huán)境生態(tài)化方面的考慮原則，機(jī)械設(shè)計(jì)中使用了仿生類比設(shè)計(jì)，通過將設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與動植物進(jìn)行對比，研究出新式生態(tài)環(huán)保材料，這種材料與自然界中生物的基本功能相似，并且經(jīng)過進(jìn)一步的加工和設(shè)計(jì)，在諸多方面優(yōu)于它們。設(shè)計(jì)師將機(jī)械運(yùn)用于生物進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，通過仿生設(shè)計(jì)理念進(jìn)行類比，一定程度上激發(fā)了設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新靈魂，為設(shè)計(jì)者進(jìn)行提供了豐富的靈感，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)方法的創(chuàng)新與優(yōu)化。

這種創(chuàng)新型的設(shè)計(jì)方法需要有高超的仿生技術(shù)方法和手段作為基礎(chǔ)，才能支撐其這種設(shè)計(jì)方法和方案的實(shí)施過程，通過研究動物和植物的基本特性以及其生物習(xí)性、規(guī)律，來找到適合融入于機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)理念的模式，這期間必然要對融合后的技術(shù)方法和設(shè)計(jì)模式進(jìn)行可行性方面的全面檢測和驗(yàn)證，以分析其是否滿足設(shè)備產(chǎn)品的基本性能和質(zhì)量情況的需求。這種創(chuàng)新方法也能夠促進(jìn)多種技術(shù)的融合發(fā)展，是目前處于前沿和高端領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工藝?yán)砟?，也是未來機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的重要趨勢和方向。

（二）并行設(shè)計(jì)方法

科技的進(jìn)步為機(jī)械設(shè)計(jì)帶來了新的發(fā)展路徑，并形設(shè)計(jì)作為新式現(xiàn)代技術(shù)，它與計(jì)算機(jī)結(jié)合進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過集成化原則與優(yōu)化設(shè)計(jì)功能，以及系統(tǒng)仿真系統(tǒng)結(jié)合進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作。在整個(gè)設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)中，充分的考慮到成本、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率三者之間的基本要求，從而使生產(chǎn)制作的產(chǎn)品更具有市場效益，以及競爭力。此外，隨著科技的更新與發(fā)展，其設(shè)計(jì)工藝也不斷的提升，進(jìn)一步與世界接軌，采用了當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)措施，將傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改進(jìn)并與先進(jìn)科技結(jié)合，如在設(shè)計(jì)中采用了CAE（Computer Aided Engineering）、CAD/CAM協(xié)同設(shè)計(jì)及管理過程技術(shù)，以及TC公司開發(fā)制造的的Pro /Engineer系統(tǒng)軟件，并通過SUN公司設(shè)計(jì)開發(fā)的ANSYS系統(tǒng)軟件的 CAD/CAM進(jìn)行檢測。

（三）結(jié)構(gòu)功能模塊化設(shè)計(jì)

產(chǎn)品的功能能夠滿足人們的需求，一直以來都是機(jī)械設(shè)計(jì)的核心從產(chǎn)品功能的角度設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)者在創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要著重考慮到顧客的需求，分解任務(wù)時(shí)要對每一個(gè)任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的研究，通過階段化、系統(tǒng)化的方法解決設(shè)計(jì)中存在的主要矛盾，根據(jù)近況制定出生產(chǎn)計(jì)劃和費(fèi)用，以便在實(shí)施中能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)，最大化的實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

以往我們所使用的機(jī)械，其整個(gè)結(jié)構(gòu)都是能為發(fā)揮一種功能作用而設(shè)計(jì)建立，而現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)理念開始向其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)功能的設(shè)計(jì)發(fā)展，通過對結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和重點(diǎn)功能單元的分析和研究，逐步形成一個(gè)個(gè)模塊單元來實(shí)現(xiàn)多功能目標(biāo)。

（四）移植創(chuàng)新技術(shù)設(shè)計(jì)方法

移植創(chuàng)新技術(shù)作為最新的方法之一，需要設(shè)計(jì)者在整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)保持明確的思維路線。所謂移植創(chuàng)新就是將某個(gè)領(lǐng)域中先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，或?qū)⒂涩F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)出的領(lǐng)先產(chǎn)品與技術(shù)應(yīng)用與其他領(lǐng)域。整個(gè)移植技術(shù)包含三部分，即技術(shù)原理式、技術(shù)手段式、技術(shù)功能式。 它們的協(xié)調(diào)發(fā)展對機(jī)械設(shè)計(jì)的長遠(yuǎn)創(chuàng)新發(fā)展具有重要的意義。

結(jié)語

新經(jīng)濟(jì)背景下，為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)開始向高精度、性能穩(wěn)定、多功能、多元化、人工智能化這一趨勢發(fā)展，實(shí)現(xiàn)層次分工，系統(tǒng)規(guī)劃?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)合了眾多學(xué)科的優(yōu)勢，將計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)激素，以及高新科技檢測等有機(jī)結(jié)合，制造出符合現(xiàn)代化需求的產(chǎn)品，更加體現(xiàn)了創(chuàng)新的重要性，以及機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李芬，羅家家.機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢[V].才智出版社，2012.

[2]田夢，張中華.數(shù)據(jù)庫技術(shù)創(chuàng)新推動行業(yè)創(chuàng)新[J].計(jì)算機(jī)世界，2015.

[3]盛伯浩，陳宗舜.機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造[R].清華大學(xué)出版社，2011.