淺析機(jī)械設(shè)計(jì)在車輛工程發(fā)展中的應(yīng)用

楊建勇

中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)寧商用車有限公司 山東濟(jì)寧 272100

1 我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展方向

1.1 智能化發(fā)展

現(xiàn)在生產(chǎn)越來(lái)越注重智能化的過(guò)程，近幾年在機(jī)械設(shè)計(jì)中逐漸出現(xiàn)了智能化的制造，并且已經(jīng)應(yīng)用到了實(shí)際的操作中。機(jī)械設(shè)計(jì)作為一個(gè)系統(tǒng)工程，機(jī)械設(shè)計(jì)的智能化設(shè)計(jì)，機(jī)械和操作工人在機(jī)械工作過(guò)程中的整合，讓機(jī)器自行解決相關(guān)的問(wèn)題，使之有著人無(wú)法做的精確，及完美的工藝，通過(guò)機(jī)械智能化生產(chǎn)的汽車零件，擁有極高的精度和效率。在設(shè)計(jì)中，還需要使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模型設(shè)計(jì)并設(shè)計(jì)產(chǎn)品模型。

1.2 方便性及微型化

全世界在納米技術(shù)發(fā)展有著很快的發(fā)展步伐，納米技術(shù)已經(jīng)在很多方面得到了應(yīng)用，比如在醫(yī)學(xué)、電腦技術(shù)等方面，通過(guò)納米技術(shù)在很多方面讓產(chǎn)品的性能得到很大的提升，并且突破了很多發(fā)面的技術(shù)瓶頸。納米技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中逐漸也必須得到推廣，這讓機(jī)械工作具有方便性和高精度性能。有很多機(jī)械設(shè)備有著復(fù)雜的構(gòu)造，有了納米技術(shù)后這些復(fù)雜的設(shè)備會(huì)得到大量的簡(jiǎn)化，對(duì)于生產(chǎn)效率的提高有很大的幫助，對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)成本得到極大的降低。

1.3 環(huán)保及美觀化

在歐美及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家他們?cè)跈C(jī)械生產(chǎn)上不但注重技術(shù)的重要性，還注重生產(chǎn)過(guò)程的材料的使用節(jié)約，對(duì)環(huán)境的影響，要想要技術(shù)達(dá)到頂尖也同時(shí)要做到技術(shù)環(huán)保相結(jié)合。我國(guó)的機(jī)械生產(chǎn)資源利用率相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家還處在初級(jí)發(fā)展階段，并且機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在材料方面的使用可以通過(guò)相關(guān)的技術(shù)的優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)，要實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，在資源節(jié)約政策的指導(dǎo)下，技術(shù)設(shè)計(jì)必須首先了解和熟悉工程機(jī)械的原理，工作形式和選材。通過(guò)這些環(huán)節(jié)，我們對(duì)工程機(jī)械設(shè)計(jì)有了一定的了解，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化技術(shù)和資源節(jié)約。機(jī)械在發(fā)展中已經(jīng)不能滿足于只要能用的舊觀念，人們對(duì)于機(jī)械的外觀也有和之前不一樣的要求，在追求技術(shù)相應(yīng)的突破的同時(shí)對(duì)于機(jī)械的美觀化也有著更高的要求，這是機(jī)械設(shè)計(jì)在發(fā)展中必然的結(jié)果。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)在車輛工程中的應(yīng)用

2.1 在汽車零件生產(chǎn)方面

汽車在我們的日常生活中已經(jīng)是不可或缺的存在了，汽車的零件總數(shù)在幾萬(wàn)個(gè)以上，每一個(gè)零件有著重要的作用，如果哪一個(gè)零件出現(xiàn)問(wèn)題那么汽車就會(huì)有或大或小的問(wèn)題，甚至出現(xiàn)安全事故。在現(xiàn)在的機(jī)械發(fā)展中，零件的生產(chǎn)必須依靠機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)完成，我們?yōu)榱朔乐箿p少汽車在性能方面的缺失及在安全方面的保障，我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的要求只會(huì)越來(lái)越高，得到更加精密、簡(jiǎn)單、智能等機(jī)械設(shè)計(jì)方法。在汽車運(yùn)行狀態(tài)下故障性震動(dòng)是汽車主要的故障之一，在某些情況下我們會(huì)感受到汽車出現(xiàn)一些噪音和異常的振動(dòng)，我們通過(guò)防止結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率和輸入載荷頻率相近，這可以通過(guò)頻率分布表來(lái)實(shí)現(xiàn)，就可以有效防止這些情況的發(fā)生。還能夠有效消除汽車震動(dòng)的有時(shí)發(fā)生的耦合反應(yīng)，在汽車的使用過(guò)程中震動(dòng)的發(fā)生會(huì)影響到人們的開車舒適度及安全，通過(guò)這些方法我們減少了汽車的震動(dòng)和相關(guān)產(chǎn)生的噪聲。這對(duì)于汽車的性能有較大提升，還優(yōu)化制造和機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)過(guò)程。

2.2 應(yīng)用在汽車結(jié)構(gòu)優(yōu)化、模態(tài)分析以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面

在世界和社會(huì)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展的大背景下，節(jié)能減排、提升安全系數(shù)以及舒適性等已經(jīng)成為了現(xiàn)代汽車技術(shù)、性能、結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要研發(fā)方向。車身輕量化的發(fā)展主要表現(xiàn)在優(yōu)化汽車的形狀和結(jié)構(gòu)，以及運(yùn)用高強(qiáng)度低密度的材料。車身是汽車的重要部分，所以汽車的車身必須具備一定的強(qiáng)度才能夠保證汽車內(nèi)的重要設(shè)備和零件正常運(yùn)作。在檢測(cè)技術(shù)和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，其主要應(yīng)用在以下兩個(gè)方面：一方面，通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)汽車的重要機(jī)械零件、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)件的穩(wěn)定性以及剛度。另一方面，在對(duì)汽車進(jìn)行分析時(shí)，可以通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)的有限元分析法對(duì)汽車每個(gè)構(gòu)建實(shí)行模態(tài)分析，而且可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)各個(gè)構(gòu)件的振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行仔細(xì)的觀察，因此在進(jìn)行對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)更加便捷。

在目前的生活中，汽車生產(chǎn)過(guò)程中最常用的是普通的低碳鋼板。強(qiáng)度和剛度還可以滿足車身的要求，同時(shí)滿足車身焊接的要求，因此被廣泛應(yīng)用于車身。為了滿足汽車行業(yè)的要求不斷輕量化，鋼材料公司開始汽車用碳鋼系列鋼板。通過(guò)加強(qiáng)鋼板具有低的碳含量和顯著的抗張強(qiáng)度增加的方法獲得這種高強(qiáng)度鋼板。而厚度減小，從而降低了車輛的重量特性能夠保持車體的高強(qiáng)度機(jī)械性能的要求。

2.3 應(yīng)用在車輛工程的噪聲和振動(dòng)方面

汽車是人們生活、商業(yè)運(yùn)行以及企業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)方面不可缺少的交通工具。汽車的每個(gè)零件能否安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，直接關(guān)系到人們的交通安全。如果汽車中的重要設(shè)備或一些零件出現(xiàn)了問(wèn)題，那么就一定會(huì)給汽車的安全帶來(lái)影響，進(jìn)而威脅到人們的安全。故障性振動(dòng)也是汽車不能夠正常運(yùn)行的故障之一。在汽車運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)感受到的聲振粗糙度、振動(dòng)和噪聲能夠判斷汽車是否出現(xiàn)故障。為了減少這些情況的出現(xiàn)，最簡(jiǎn)單的方法就是防止結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率和輸入載荷頻率相近，這可以通過(guò)頻率分布表來(lái)實(shí)現(xiàn)。不僅能夠快速地與振動(dòng)頻率相匹配，并且也能夠?qū)⒄駝?dòng)時(shí)產(chǎn)生的耦合現(xiàn)象消除，還可以對(duì)產(chǎn)品的振動(dòng)特性進(jìn)行改善，從而可以在很大程度上減少汽車的振動(dòng)和噪聲。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，在制造業(yè)領(lǐng)域，機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原理和設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用前景極佳。機(jī)械設(shè)計(jì)在車輛工程領(lǐng)域的應(yīng)用效果出色，不僅在實(shí)際操作和車輛工程中的研究有著非常大的貢獻(xiàn)，而且在車輛工程的設(shè)計(jì)方面起到了促進(jìn)作用。機(jī)械設(shè)計(jì)不僅促進(jìn)了車輛工程的發(fā)展，還很大程度上促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。