機械工程材料優(yōu)選方法的研究現(xiàn)狀探析

黎添良

【摘 要】機械工程中的材料選擇對整個項目的質量有著重大的意義。隨著市場經(jīng)濟和信息技術的不斷發(fā)展，機械工程材料的選擇需求仍然呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢。本文主要根據(jù)機械工程材料選擇方法的研究現(xiàn)狀和一些簡單的材料選擇數(shù)據(jù)庫進行簡單的分析。

【關鍵詞】機械工程;材料選擇;工程質量

一、在機械工程中，重視材料選擇的意義

我們對資源的需求正在不斷的增加，機械設計所需的資源已被大量開發(fā)，在某些地方它變得十分稀缺，加上我國的人口基數(shù)，我國的資源人均持有量卻不容樂觀甚至位于世界排名的靠后位置。社會不斷發(fā)展，世界各個國家、各個行業(yè)之間都已經(jīng)出現(xiàn)了資源的搶奪之戰(zhàn)，這導致用于機械工程的附加材料和資源的壓縮，因此，在選擇機械工程的材料時，我們應該著眼于材料的經(jīng)濟性和環(huán)保性，走機械工程的綠色道路，并利用當前可用的，有限的資源，來做好機械材料的選擇。這會是機械工業(yè)發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)。

二、機械工程材料優(yōu)選方法的研究現(xiàn)狀

機械工程在實際工程運用中，材料的選擇有著嚴格的原則性，并且對選材的步驟也是有著十分嚴格的要求的，其中的步驟和過程極為復雜。在過去很長的一段時間里，機械工程材料的選擇普遍以從業(yè)的技術人員的工作經(jīng)驗為主，這就使得材料選擇存在較強的主觀性，材料的使用質量和使用壽命難以得到保障，出現(xiàn)參差不齊的現(xiàn)象。為了改善這一現(xiàn)象所帶來的不良后果，我們就需要在選材的時候加入現(xiàn)代科技，充分利用輔助選材手段，選擇出既滿足成本考慮預算，又符合工程的價值和需求的材料，保障工程的設計和質量。

（一）從構件失效抗力角度分析

材料的構件失效抗力是指材料在某些條件下抵抗磨損，變形和其他相關特性的能力。由于機械材料的類型很多，并且它們的性能也不同，因此有必要研究對材料失效的抵抗力。這樣才能夠最大程度保證機械材料在測試時和實際工作中的數(shù)據(jù)保持一致。首先我們要確定機械的操作條件和材料的抗力要求，然后再根據(jù)模型的失效來確定出模型的抗力指標，最終選擇出符合機械工程作業(yè)的性能指標的材料。

（二）從知識系統(tǒng)方面選材

知識系統(tǒng)選材是指根據(jù)材料的信息利用計算系統(tǒng)，對材料進行分析比較。這種選材方法有其獨有的特點：工作人員可以通過信息計算系統(tǒng)來了解到材料的詳細信息，講這些信息整合以后可將材料的選擇工作交付給各個團隊和小組，這就使得各個團隊都能夠在更快的時間內(nèi)選擇到最適合自己的材料，提高小組選材的高效性和選材質量。雖然這種方法更多的注重對材料結果的理解，知識系統(tǒng)不能直接為我們計算出最佳的材料選擇方案，但是相對傳統(tǒng)的選材方法，這種選材方法在機械工程的選材工作中，仍然發(fā)揮著重要的作用。

（三）從綠色工程方面選材

隨著經(jīng)濟高速發(fā)展，資源不斷損耗，機械工程選材不僅需要考慮其工程的需求和材料的性能，還要將材料與環(huán)境問題，資源保護等連接在一起，走綠色發(fā)展道路，這就產(chǎn)生了綠色度的概念。之前有許多的學者提出了“七點星形圖”，用于對材料的綠色度的評級，以此來作為材料的選擇標準，這是一種將機械工程的綠色度衡量指標界定在材料的性質、損耗、使用周期、能耗以及對環(huán)境的影響上的一種評級方式，這種方式有一定的參考價值。

（四）從注塑模具材料方面選材

從注塑模具材料的選擇來說，主要是以注塑制品的相關指標作為參考物來進行相關選擇的。通過對相關指標的參考和比較，將符合指標要求的材料從一大堆的備選材料中選擇出來，再結合工程需求和比較結果做出最后的選擇。這種選材方式主要采用的是BP神經(jīng)網(wǎng)絡的方式，將材料選擇的相關知識融合在一起，構建一個神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，設計人員在材料選定的過程中省去了查詢大量材料知識的工作，通過對神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運用，可以直接得到系統(tǒng)根據(jù)材料的傾斜程度給出的相關的參考選定方案。

（五）計算機系統(tǒng)在材料選擇中的應用

計算機系統(tǒng)中的KBS系統(tǒng)和CES系統(tǒng)是當下機械工程選材中應用最多的系統(tǒng)，它可以使選材更加高效和高質。但是這種方法在選擇中，目標優(yōu)化法會有一定的差異出現(xiàn)，雖然在材料要素相互之間的矛盾和排斥問題有一定的優(yōu)勢，但是也導致了一些精細化的工程質量問題。除此之外，該套系統(tǒng)還可以對一些圓形材料進行切割、打磨、鉆孔等技術。利用先進的科學技術和人工智能技術有效規(guī)劃出材料的優(yōu)選方法。

（六）定量評價方式的應用

定量評價的方式主要是根據(jù)系統(tǒng)工程理論來開展工作的，首先讓系統(tǒng)囊括所有的局部問題，然后再進行精細化的分析處理。在選材的過程中，該系統(tǒng)會對材料的各方面性能進行一個綜合的評價分析，給出關鍵性質和次要性質。雖然很明了，但是定量評價的方式在應用的過程中需要我們自行考慮材料內(nèi)部的結構問題，以及各材料之間的內(nèi)部結構之間的關系問題。

（七）層次分析優(yōu)選法

機械工程選材是一個涉及到經(jīng)濟、環(huán)境、社會、科技、生態(tài)等多方面的知識和因素的問題，在機械工程材料優(yōu)選上，可以通過對方案進行分層的方法進行分析，我們通常將方案分為方案層、指標層等多個層次。首先分析影響材料選擇的主要影響因素和其他因素，并分析出各因素之間的相互關系，利用相關的從業(yè)經(jīng)驗和層次分析法，對材料的選擇方案進行評價。通過層次分析法將抽象的思維方式進行定量化的轉換分析，系統(tǒng)的反饋出材料選擇的信息，幫助工作人員選擇出最為科學、系統(tǒng)的選材方案。

三、機械工程材料選擇中材料數(shù)據(jù)庫的應用分析

（一）材料數(shù)據(jù)庫的構成

材料數(shù)據(jù)庫主要是為了將材料的信息內(nèi)容、生產(chǎn)應用和商業(yè)信息三個方面的內(nèi)容整合在一起，方便人們在查詢的時候能夠得到最全面的信息，在查詢時，只需要用戶進入數(shù)據(jù)庫并將相關產(chǎn)品的型號和參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)庫中，就可以查詢出該相關產(chǎn)品的所有信息，方便用戶全面的分析和比較各個型號的產(chǎn)品，進而提高工作效率和質量。

（二）材料數(shù)據(jù)庫的發(fā)展

隨著數(shù)據(jù)庫的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不斷完善，出現(xiàn)了更多的形式，材料信息也更加豐富，以專家咨詢系統(tǒng)和Web技術為基礎的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也日漸成熟，信息可以實現(xiàn)共享，選材方式更加的靈活多樣。

四、結語

選材的質量直接影響著機械工程的質量，我們要將累積的從業(yè)經(jīng)驗和現(xiàn)代科學結合起來，更加高效率、高質量的的做出材料的優(yōu)選方案，實現(xiàn)既符合工程需求，又實現(xiàn)低成本投入的目標。

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