新型機(jī)械設(shè)計理論在汽車工程方向的研究與應(yīng)用

張夢

【摘? 要】隨著現(xiàn)代工業(yè)改革的逐步深化，我國的機(jī)械設(shè)計理論基礎(chǔ)也取得了諸多顯著的發(fā)展成效。特別是作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及相關(guān)服務(wù)業(yè)的輔助配套功能來說，機(jī)械設(shè)計理論的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。論文結(jié)合主要應(yīng)用需求和應(yīng)用方向，針對機(jī)械設(shè)計理論在汽車工程領(lǐng)域的研發(fā)要點展開探討。同時希望通過這些機(jī)械設(shè)計要點和思路為機(jī)械設(shè)計技術(shù)人員和汽車工程從業(yè)者提供參考。

【Abstract】With the gradual deepening of modern industrial reform， the theoretical basis of mechanical design in China has also made a lot of remarkable achievements. Especially as an auxiliary supporting function of industry， agriculture and related service industries， the application scope of mechanical design theory is also expanding. Based on the main application requirements and application direction， this paper discusses the research and development points of mechanical design theory in the field of automotive engineering. At the same time， it is hoped that this can provide references for mechanical design technicians and automobile engineering practitioners through these key points and ideas of mechanical design.

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計;汽車工程;NVH分析;應(yīng)用方案

【Keywords】mechanical design; automotive engineering; NVH analysis; application scheme

【中圖分類號】U462? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）06-0174-02

1 引言

自改革開放以來，我國的現(xiàn)代工業(yè)水平實現(xiàn)了飛速發(fā)展。而作為工業(yè)領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一，機(jī)械工程中的機(jī)械設(shè)計原理及應(yīng)用在整個機(jī)械科學(xué)體系中擁有至關(guān)重要的作用。由其搭建的基礎(chǔ)理論體系和上層應(yīng)用架構(gòu)為復(fù)雜機(jī)械的應(yīng)用方法創(chuàng)新與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。由于機(jī)械設(shè)計理論的體系較為繁雜，與其關(guān)聯(lián)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及零部件等理論研究與實踐都會直接影響到機(jī)械裝置的實際應(yīng)用效果。作為我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及服務(wù)業(yè)的重要服務(wù)支持對象，機(jī)械設(shè)計理論的應(yīng)用和產(chǎn)品化已具有較長的歷史，并且已經(jīng)實現(xiàn)了廣泛普及。然而對其理論方面的研究仍會受到現(xiàn)實需求的影響。從工業(yè)技術(shù)的常規(guī)發(fā)展路徑來看，只有出現(xiàn)新的機(jī)械裝置應(yīng)用需求時才能推動機(jī)械設(shè)計理論的創(chuàng)新和發(fā)展。

2 新型機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計理論的應(yīng)用范圍與基本特征

經(jīng)歷了較長時間的發(fā)展和應(yīng)用積累，我國的機(jī)械設(shè)計理論在產(chǎn)品轉(zhuǎn)化和工業(yè)生產(chǎn)場景中的應(yīng)用已積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗。從總體來看，機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的研究方向主要可歸納為以下幾個方面，包含現(xiàn)代設(shè)計理論與方法，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計與方法，機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計與仿真，傳動新型理論設(shè)計，機(jī)器人機(jī)構(gòu)與控制仿真，基于機(jī)械創(chuàng)新的設(shè)計與檢測技術(shù)等幾個大類。而從機(jī)械設(shè)計理論與汽車工程的關(guān)聯(lián)性來看，應(yīng)用最為廣泛同時也是適配度最高的主要有兩個方面，分別是汽車工程技術(shù)與汽車工程中的實際操作。考慮到汽車工業(yè)本是一個國家重點推進(jìn)的制造業(yè)基礎(chǔ)代表，其綜合產(chǎn)能與產(chǎn)品的品質(zhì)也彰顯著國家制造業(yè)的整體水平。從這一角度來看，汽車工業(yè)不僅是泛泛理解的工業(yè)體系組成元素之一，也構(gòu)成了現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的核心載體。目前的汽車工業(yè)理論基本原理與汽車工程工業(yè)緊密相關(guān)，在實際應(yīng)用中二者的契合度也較為理想。汽車工程創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型都離不開汽車工程技術(shù)的支持，對于相應(yīng)的工業(yè)操作和生產(chǎn)流程也有著較高要求。而在實際操作過程中，與機(jī)械設(shè)計同步創(chuàng)新的還包含理論層面的機(jī)械技術(shù)原理。有些時候還會關(guān)系到工藝?yán)碚摰膶嶋H操作，這些內(nèi)容都要依賴于機(jī)械設(shè)計理論而實現(xiàn)工藝進(jìn)步。

3 新型機(jī)械設(shè)計理論在汽車工程方向的應(yīng)用

3.1 汽車工程噪音與振動控制方向的應(yīng)用

伴隨著人們生活水平的持續(xù)改善與提高，消費(fèi)者對于汽車類消費(fèi)品的使用舒適性需求正在大幅增長。而汽車在行駛過程中的噪音和振動控制會直接影響其使用感受和市場反饋。在汽車制造行業(yè)中衡量此類舒適性的客觀評價標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)為NVH分析結(jié)果。NVH即為由Noise（噪聲）、Vibration（振動）和Harshness（聲振粗糙度）三種關(guān)乎汽車噪音與振動的誘導(dǎo)因素構(gòu)成的機(jī)械理論，這項分析的數(shù)值能夠直觀地反映出汽車產(chǎn)品使用的市場反饋情況。NVH的主要測量方式和數(shù)據(jù)來源是空氣傳播產(chǎn)生的噪音及發(fā)動機(jī)機(jī)架震動產(chǎn)生的噪音二者的綜合結(jié)果。通過這種新型機(jī)械設(shè)計理論，NVH能夠改善現(xiàn)有發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)件的振動頻率匹配狀況，并大幅度消除震動過程中產(chǎn)生的耦合現(xiàn)象。此外，NVH分析還能極大程度地改善和提升產(chǎn)品的抗震動特性，讓汽車發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中盡可能地降低其噪聲和振動，以此創(chuàng)造良好的駕駛和使用體驗。通過NVH新型機(jī)械理論的應(yīng)用能夠為靜音車型的開發(fā)和設(shè)計提供最直接的性能指標(biāo)。相關(guān)技術(shù)人員可以結(jié)合NVH的設(shè)計要求，對零部件的生產(chǎn)和組裝等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化管理并對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的銜接和組裝工藝的優(yōu)化實施工藝升級。從設(shè)計開發(fā)成本及實施周期等角度考慮，NVH分析均能夠為新款車型的設(shè)計和測試模型搭建帶來直接的靜音效果保障。