機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用

蘇曉瞳

(遼陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 遼陽 111000)

1 機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇和應(yīng)用的重要性

在機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)材料進(jìn)行選擇和應(yīng)用是非常重要的，一方面，工業(yè)產(chǎn)業(yè)的建設(shè)速度加快，對(duì)效率有所追求的同時(shí)還提升了對(duì)質(zhì)量的要求，因此為了能夠滿足各方對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求，就必須對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)材料進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪x擇，為工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。另一方面，工業(yè)產(chǎn)業(yè)對(duì)能源的損耗量非常大，所造成的環(huán)境污染問題也逐漸加重，因此對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的材料進(jìn)行合理選擇和應(yīng)用可以有效緩解其對(duì)環(huán)境所造成的危害，為機(jī)械設(shè)計(jì)加工業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展提供動(dòng)力。另外，機(jī)械設(shè)計(jì)過程中對(duì)成本有著較高的要求，每個(gè)企業(yè)的發(fā)展都是極其看重經(jīng)濟(jì)效益的，因此在機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)材料進(jìn)行合理地選擇和應(yīng)用可以在某種程度上降低材料成本，以性價(jià)比更高的優(yōu)勢提高企業(yè)的市場競爭力，并保障企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇和應(yīng)用的基本原則

2.1 選擇可以滿足機(jī)械設(shè)計(jì)需求的材料

在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)材料進(jìn)行選擇和應(yīng)用時(shí)首先應(yīng)從設(shè)計(jì)根本出發(fā)，充分考慮機(jī)械設(shè)計(jì)的需求，選擇能夠滿足其設(shè)計(jì)需求的材料。由于不同機(jī)械設(shè)計(jì)方案中所包含的各種零構(gòu)件是非常多的，不僅形狀大小不一，而且其用途也不盡相同，對(duì)每個(gè)零構(gòu)件材料的性能和材質(zhì)都有著不同的要求，因此，在具體選擇和應(yīng)用的過程中需嚴(yán)格配比機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求，保證機(jī)械設(shè)計(jì)可以轉(zhuǎn)化為完整的實(shí)體，并確保其功能的有效發(fā)揮。

2.2 選擇具備較高水平荷載的材料

機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境都是比較苛刻的，其中要求機(jī)械設(shè)備的整體性能要足夠好，既要能夠承受高力度的壓力、拉力，又要能夠承受高強(qiáng)度的摩擦力和荷載力，因此就要求機(jī)械設(shè)備的構(gòu)成材料質(zhì)量要高。在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)材料進(jìn)行選擇和應(yīng)用時(shí)應(yīng)依據(jù)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際用途對(duì)其性能要求進(jìn)行合理預(yù)測，然后再選擇荷載水平更高、更適合的材料，進(jìn)而保證機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用過程中可以滿足其使用需求。

2.3 選擇能耗和污染較低的材料

低能耗和低污染是機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇最根本的原則，其直接影響整個(gè)機(jī)械設(shè)的使用過程。由于機(jī)械設(shè)備使用過程中對(duì)能源的消耗量較多，如果不能降低其能耗就容易造成諸多不必要的成本耗費(fèi)，并且污染較高的材料對(duì)周圍環(huán)境也會(huì)造成非常嚴(yán)重的影響，現(xiàn)代化發(fā)展中強(qiáng)調(diào)要堅(jiān)持綠色可持續(xù)發(fā)展，因此在材料選擇和應(yīng)用過程中應(yīng)盡最大可能選擇能源消耗較低以及污染程度較低的材料。堅(jiān)持這一選用原則對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)材料生命周期的延長也能夠發(fā)揮較為積極的作用，這就要求相關(guān)工作人員在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)材料進(jìn)行選擇和應(yīng)用時(shí)要做好全方位的考慮，選擇能耗和污染較低的材料。

2.4 選擇可以循環(huán)利用的材料

機(jī)械設(shè)計(jì)中常選用的材料是金屬材料，但隨著技術(shù)的革新和多樣性使用需求的出現(xiàn)，單以金屬為材料的機(jī)械設(shè)計(jì)無法再滿足使用者的使用需求，隨之也就出現(xiàn)了各種合金性質(zhì)的材料，其是對(duì)金屬進(jìn)行綜合性處理之后而得到的新型材料，這種具有多種性質(zhì)的材料同時(shí)具有多種材料的優(yōu)勢，可以更好地滿足機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)材料的多種需求。并且這種材料具有循環(huán)再利用的優(yōu)點(diǎn)，符合現(xiàn)代社會(huì)所要求的綠色可持續(xù)發(fā)展要求，當(dāng)機(jī)械設(shè)備報(bào)廢處理之后還可以將其進(jìn)行專業(yè)化處理而用作其它用途，能夠減少資源的過度浪費(fèi)，提高材料資源的利用效率。

2.5 選擇高實(shí)用性的材料

選擇實(shí)用性更高的材料能夠更好地滿足不同使用者的使用要求，提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低對(duì)人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)，并且還能夠提升機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的整體質(zhì)量水平。另外，在實(shí)用性原則的要求下，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)材料的選擇和應(yīng)用應(yīng)合理考慮機(jī)械設(shè)備的使用用途，即使是同一種材料其在不同用途中的標(biāo)準(zhǔn)也不同，因此要弄清楚機(jī)械設(shè)計(jì)材料的使用剛需。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇和應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的關(guān)鍵事項(xiàng)

3.1 合理控制材料成本

從性價(jià)比的角度出發(fā)，盡可能合理地選擇價(jià)格適當(dāng)、質(zhì)量適當(dāng)?shù)牟牧?，并且機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的成本在工業(yè)產(chǎn)業(yè)中本就占據(jù)著一定比例的成本，如果不能對(duì)材料進(jìn)行合理地控制，就會(huì)增加機(jī)械設(shè)計(jì)成本，而影響整體經(jīng)濟(jì)效益。此外，由于機(jī)械設(shè)計(jì)中不同零部件的性能要求是不同的，可能出現(xiàn)某一部件成本較高的情況，如果對(duì)其它零部件依然采取同樣的成本標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)過度增加設(shè)計(jì)成本，超過機(jī)械設(shè)計(jì)需要。因此，在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)材料進(jìn)行選擇和應(yīng)用時(shí)必須加強(qiáng)對(duì)成本的合理控制。

3.2 合理判斷機(jī)械材料的應(yīng)用環(huán)境

機(jī)械設(shè)計(jì)過程中材料的選擇是非常關(guān)鍵的，而材料的材質(zhì)直接影響著機(jī)械設(shè)備功能是否能夠順利發(fā)揮，所以在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中各類材料進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)充分考慮其未來所會(huì)面臨的應(yīng)用環(huán)境，合理判斷應(yīng)用環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)要求，然后合理選擇能夠滿足使用需求的機(jī)械材料。除此之外，在對(duì)機(jī)械材料的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行判斷之后還可以在材料選擇的原本基礎(chǔ)上對(duì)材料進(jìn)行二次改造，增加一些其它物質(zhì)使之能夠滿足機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的應(yīng)用需要，有效提升材料的質(zhì)量以及應(yīng)用適配性，如同樣是對(duì)潮濕環(huán)境中的機(jī)械材料來說，為了更好地提升其抗腐蝕性能，可以在其外表增涂防水性的涂料，以切實(shí)延伸機(jī)械材料的應(yīng)用周期。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)中必須重視材料的選擇和應(yīng)用工作，在具體選擇和應(yīng)用過程中需要遵守一定的原則，即要滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的本身需求，保持高水平的荷載，盡可能選擇低耗能和低污染的材料、無毒無害的材料以及高實(shí)用性的材料，確保材料的使用生命周期，發(fā)揮其應(yīng)有的作用，提高工業(yè)機(jī)械設(shè)備的使用效能。