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摘要：关于起重机械以及现代机械将会在未来往哪方面进行设计发展，本文主要探讨了起重机械现代设计的方法及其未来的发展。
关键词：起重机械；现代设计方法；发展方向
中图分类号：TH2文献标识码： A
一、起重机械现代设计新思路
为了顺应现代工业的发展以及机械领域的发展方向，现代起重机械设备设计的方法也开始有以前的传统模式理论想着现代方向看齐，已经开始逐渐摆脱传统理论、经验以及实验的模型等开始想着真正现代化的方向改变，主要的变化有下面几种：
从机械设计的过程改变：机械设计的方案、初步的设计思路、施工的设计环节以及机械工艺的相关设计都有了很大的史无前例的变化。
设计内容上的改变：摆脱传统设计的单一，机械设备现代设计方法采用各个环节的单独设计然后在综合使用，有针对起初的概念性设计以及方案设计，还有针对机械本身的结构、机构、几何参数、造型等设计，还有针对机械使用上的传动、运动以及动力学、强度等设计，还有针对机械使用前检验的可靠性、实验、容差、诊断等设计方法改进等多方面有关内容上的相关改变。
具体设计方法创新改变：采用虚拟智能优化设计，有利用现代科学技术使用网络、数字信息化、集成化、模块化设计等，还有柔性、CAD、可视化以及并行设计等。
设计思路以及观念的变化：切合当今绿色世界的口号，采用绿色环保、创新设计，以及稳健设计，还有针对质量的QFD设计，系统工程以及价值工程设计等。
二、起重机现代设计方法
1、设计更精巧
通常情况下，人们将其中机械的设计看成是一种非线性的规划问题，但从本质上来说，它是多元非线性函数极小化问题。在进行设计的时候，首先要考虑的问题就是对于设计变量、目标函数以及约束条件的选取，也就是说要建立一个合理的数学模型，我们用门式起重机举个例子。
设计之前，先确定一个目标函数G(x)，假设选取的是门架的质量。然后，我们开始分析设计的时候存在哪些变量，比如一些附件的质量，比如衡量、端梁、支腿等。这些变量会受到一些特殊条件的制约，要将这些制约因素完全考虑进去。考虑之后，确立一个目标函数和设计变量在各种的制约条件之下，怎样用数学公式来衡量。也就是目标函数G(x)=G(x1,x2,…,xn)，求这个函数的最小值的过程就是进行门式起重机设计的过程。最终，我们可以通过各种方法将之前所定的变量进行尽可能的优化，在优化所有变量之后，取得一个最终的结果，这样就形成一个精巧的设计。
2、设计的模块化
进行起重机设计的模块化，要有一个具体的设计思路：先对起重机全部结构和性能进行细致化的分析，而后通过这个结果，建立可以有独立工作性能的模块，然后对模块再进行设计，设计之后将模块组合就得到了我们想要的起重机。这种产品其所有的性能跟结构都是相互对应的。进行这种设计，不仅可以实现起重机的高质量，也可以将设计以及生產的时间大大减少，降低了成本输出，更加实惠。
3、设计安全可靠
对起重机的设计要安全可靠，就是说要在特定的条件之下，通过概率以及数据的统计来进行各种分析和预测，让最终的产品实现既定的目标。这种设计的思路在于：预测起重机有可能会有那些零件失效，这些因素概称为S，那么S与所有失效因素之间的关系就是S=f(s1,s2,…,sn)。而起重机可以抗衡这种失效因素的力量概称R，同样R跟所有抗衡因素之间的关系就是R=g(r1,r2,…,rn)。S与R都不是固定值，起重机最终各个部件是否安全，也是根据R与S之间的关系决定的。R>S概率越高，那么起重机最终越安全，也就是R(t)=P(R>S)≥[R]。这里面，R(t)就是所有部件的安全程度，是指零件在工作时间中的能力。[R]就是零件在特定的环境条件下所拥有的实现设计要求的能力。产品是否可靠安全，关系到日后是不是经常需要维修，关系到产品的使用寿命。所以，这也是进行起重机设计所要关注的重点。
4、设计的动态效果
运用动力学，可以让设计呈现动态的效果。如果选择的是机械设备比较优质的结构，又有动力学的参数和状态作为指引，就可以让设备在工作的时候达到最好的状态。如此就能尽可能地考虑工作时候非线性因素的影响，让许多有关动力学问题的因素在工作的时候消失。许多起重机械，比如门式起重机，刚的结构在全部重要中占了超过60%，还承载着非常复杂的机械运动，对整个系统来说，都是一种剧烈的冲击。如果长时间如此工作，会让金属遭到破坏。所以，设计的时候就考虑到人机工程以及动态安全等问题，也是非常重要的。
三、具体几种起重机械设备现代设计方法的介绍
1、模块化设计方法
这种设计方法主要有两个方面的意思，一个是考虑到了机械设备的具体功能；另一个就是机械设备的构成基础。模块设计思路就是要把这两种设计理念相互结合的原则之上同时的实现起重机械设备的相互交换性以及设备模块间接口这两者的标准化，所以在进行设备的具体设计的时候，不仅仅是要使得模块的设计能够满足设备具体功能上的相关要求，还要能够使得设备模块的间接达到自由连接以及组合的效果，只有实达到着两个方面的设计效果，才能使得设备真正能够发挥设计本身的巨大优势，进而能够更加高效的完成计划任务。这种针对起重机械模块化的设计新思路能够给设备的具体运行功能以及设备结构进行相关的分析，经过分析以后有能够得到有效的分析结果，进而又能够划分并且建立起来具有独立的专有的实现功能的单独的模块，然后为给模块进行相关深入的技术方面的设计服务，这一些列工作之后，会根据前面的设计在依据具体的设备设计的相关要求对模块进行进一步的组合，从而得到我们所需要的具有特定功能的起重机械设备。设备使用了这种设计之后，不仅仅能够使得质量有充分的保证，并且设计以及生产的周期都会相应的所见很多，对市场竞争力的提高起到推动作用，大幅度的降低成产以及设计的具体成本，实现经济效益提高。
2、CAD
CAD主要是由现代技术完成的，具体说来是由计算机承担产品设计中的有关计算、分析、实验模拟、制图等技术性任务工作，但是这种技术方法绝对不是传统方法的简简单单的影像，同时这种方法也绝对不会仅仅局限在将个别的环节交给计算机完成，CAD是将计算机技术和有关工程设备方面的具体专业性技术以及专业人士的经验从现代科学的角度出发，寻求三者的有效结合，同时尽最大可能的主要依靠计算机来完成相关劳动和设备设计方面的精确计算工作，只是辅助设备设计制造工作人员来完成整个设计过程，但是并不是完全代替人来完成设计，这样主要是为了得到最终的完美设计结果。
3、智能化设计
智能化设计的新思路主要包括两种层面的含义：第一是使用智能的方法进行设备的设计；第二是针对设计对象的，针对设计对象寻求智能化的实现，但是现在所使用的设备智能化设计主要是偏重对于产品相关性能以及在工作具体过程中两个方面进行智能化的控制以及相关环节优化，并不是我们所说的智能化设计，我们所讲的是在很大程度上要提高产品设备本身的性能以及质量，同时还要使得产品的市场竞争力有所提升，最终给产品带来更多的经济以及社会效益。
4、有限元设计方法
有限元法就是将一个形状复杂的连续体的求解域 ，分解为有限个简单的子 区域 ，即将一个连续体简化为有限个单元组成的等效组合体，通过连续体的离散化，把求解连续体的场变量问题，简化为有限单元节点上的场变量，求解系列代数方程组，得到近似的数值解。有限元法设计大致可分为四步：1)结构离散；2)单元分析；3)整体分析；4)数值求解。这种方法具有很大的灵活性，只要改变划分单元的数 目，就可以改变解的精确度，得到与真实情况无限接近的结果，为我们的设计提供更确凿的依据。在实际的工程应用中，有限元法常与大型计算机编程或有限元分析软件相结合，当前大型商用程序如 A N SY S ，SA P ，A D IN A ，N A ST R A N ，M A R C ，A BA Q U S ，A D A M S ，I-D EA S 等。基于 A N SY S 的有限元分析流程如图 1 所示。
结束语
关于起重机械，还有许多设计方式，比如对参数进行设计，进行环保的绿色设计等。实际设计的时候，我们可以把多种方式进行结合，多思考一些设计的变量，就能达到更好的设计效果。
参考文献
[1]刘力,李明万.浅谈起重机械现代设计方法[J].山西建筑,2010,24:347-348.
[2]周敏.起重机械现代设计方法分析[J].科技致富向导,2012,09:367.
[3]孙士杰.现代设计方法在工程机械产品设计中的应用[J].河南科技,2012,18:60.
关键词：起重机械；现代设计方法；发展方向
中图分类号：TH2文献标识码： A
一、起重机械现代设计新思路
为了顺应现代工业的发展以及机械领域的发展方向，现代起重机械设备设计的方法也开始有以前的传统模式理论想着现代方向看齐，已经开始逐渐摆脱传统理论、经验以及实验的模型等开始想着真正现代化的方向改变，主要的变化有下面几种：
从机械设计的过程改变：机械设计的方案、初步的设计思路、施工的设计环节以及机械工艺的相关设计都有了很大的史无前例的变化。
设计内容上的改变：摆脱传统设计的单一，机械设备现代设计方法采用各个环节的单独设计然后在综合使用，有针对起初的概念性设计以及方案设计，还有针对机械本身的结构、机构、几何参数、造型等设计，还有针对机械使用上的传动、运动以及动力学、强度等设计，还有针对机械使用前检验的可靠性、实验、容差、诊断等设计方法改进等多方面有关内容上的相关改变。
具体设计方法创新改变：采用虚拟智能优化设计，有利用现代科学技术使用网络、数字信息化、集成化、模块化设计等，还有柔性、CAD、可视化以及并行设计等。
设计思路以及观念的变化：切合当今绿色世界的口号，采用绿色环保、创新设计，以及稳健设计，还有针对质量的QFD设计，系统工程以及价值工程设计等。
二、起重机现代设计方法
1、设计更精巧
通常情况下，人们将其中机械的设计看成是一种非线性的规划问题，但从本质上来说，它是多元非线性函数极小化问题。在进行设计的时候，首先要考虑的问题就是对于设计变量、目标函数以及约束条件的选取，也就是说要建立一个合理的数学模型，我们用门式起重机举个例子。
设计之前，先确定一个目标函数G(x)，假设选取的是门架的质量。然后，我们开始分析设计的时候存在哪些变量，比如一些附件的质量，比如衡量、端梁、支腿等。这些变量会受到一些特殊条件的制约，要将这些制约因素完全考虑进去。考虑之后，确立一个目标函数和设计变量在各种的制约条件之下，怎样用数学公式来衡量。也就是目标函数G(x)=G(x1,x2,…,xn)，求这个函数的最小值的过程就是进行门式起重机设计的过程。最终，我们可以通过各种方法将之前所定的变量进行尽可能的优化，在优化所有变量之后，取得一个最终的结果，这样就形成一个精巧的设计。
2、设计的模块化
进行起重机设计的模块化，要有一个具体的设计思路：先对起重机全部结构和性能进行细致化的分析，而后通过这个结果，建立可以有独立工作性能的模块，然后对模块再进行设计，设计之后将模块组合就得到了我们想要的起重机。这种产品其所有的性能跟结构都是相互对应的。进行这种设计，不仅可以实现起重机的高质量，也可以将设计以及生產的时间大大减少，降低了成本输出，更加实惠。
3、设计安全可靠
对起重机的设计要安全可靠，就是说要在特定的条件之下，通过概率以及数据的统计来进行各种分析和预测，让最终的产品实现既定的目标。这种设计的思路在于：预测起重机有可能会有那些零件失效，这些因素概称为S，那么S与所有失效因素之间的关系就是S=f(s1,s2,…,sn)。而起重机可以抗衡这种失效因素的力量概称R，同样R跟所有抗衡因素之间的关系就是R=g(r1,r2,…,rn)。S与R都不是固定值，起重机最终各个部件是否安全，也是根据R与S之间的关系决定的。R>S概率越高，那么起重机最终越安全，也就是R(t)=P(R>S)≥[R]。这里面，R(t)就是所有部件的安全程度，是指零件在工作时间中的能力。[R]就是零件在特定的环境条件下所拥有的实现设计要求的能力。产品是否可靠安全，关系到日后是不是经常需要维修，关系到产品的使用寿命。所以，这也是进行起重机设计所要关注的重点。
4、设计的动态效果
运用动力学，可以让设计呈现动态的效果。如果选择的是机械设备比较优质的结构，又有动力学的参数和状态作为指引，就可以让设备在工作的时候达到最好的状态。如此就能尽可能地考虑工作时候非线性因素的影响，让许多有关动力学问题的因素在工作的时候消失。许多起重机械，比如门式起重机，刚的结构在全部重要中占了超过60%，还承载着非常复杂的机械运动，对整个系统来说，都是一种剧烈的冲击。如果长时间如此工作，会让金属遭到破坏。所以，设计的时候就考虑到人机工程以及动态安全等问题，也是非常重要的。
三、具体几种起重机械设备现代设计方法的介绍
1、模块化设计方法
这种设计方法主要有两个方面的意思，一个是考虑到了机械设备的具体功能；另一个就是机械设备的构成基础。模块设计思路就是要把这两种设计理念相互结合的原则之上同时的实现起重机械设备的相互交换性以及设备模块间接口这两者的标准化，所以在进行设备的具体设计的时候，不仅仅是要使得模块的设计能够满足设备具体功能上的相关要求，还要能够使得设备模块的间接达到自由连接以及组合的效果，只有实达到着两个方面的设计效果，才能使得设备真正能够发挥设计本身的巨大优势，进而能够更加高效的完成计划任务。这种针对起重机械模块化的设计新思路能够给设备的具体运行功能以及设备结构进行相关的分析，经过分析以后有能够得到有效的分析结果，进而又能够划分并且建立起来具有独立的专有的实现功能的单独的模块，然后为给模块进行相关深入的技术方面的设计服务，这一些列工作之后，会根据前面的设计在依据具体的设备设计的相关要求对模块进行进一步的组合，从而得到我们所需要的具有特定功能的起重机械设备。设备使用了这种设计之后，不仅仅能够使得质量有充分的保证，并且设计以及生产的周期都会相应的所见很多，对市场竞争力的提高起到推动作用，大幅度的降低成产以及设计的具体成本，实现经济效益提高。
2、CAD
CAD主要是由现代技术完成的，具体说来是由计算机承担产品设计中的有关计算、分析、实验模拟、制图等技术性任务工作，但是这种技术方法绝对不是传统方法的简简单单的影像，同时这种方法也绝对不会仅仅局限在将个别的环节交给计算机完成，CAD是将计算机技术和有关工程设备方面的具体专业性技术以及专业人士的经验从现代科学的角度出发，寻求三者的有效结合，同时尽最大可能的主要依靠计算机来完成相关劳动和设备设计方面的精确计算工作，只是辅助设备设计制造工作人员来完成整个设计过程，但是并不是完全代替人来完成设计，这样主要是为了得到最终的完美设计结果。
3、智能化设计
智能化设计的新思路主要包括两种层面的含义：第一是使用智能的方法进行设备的设计；第二是针对设计对象的，针对设计对象寻求智能化的实现，但是现在所使用的设备智能化设计主要是偏重对于产品相关性能以及在工作具体过程中两个方面进行智能化的控制以及相关环节优化，并不是我们所说的智能化设计，我们所讲的是在很大程度上要提高产品设备本身的性能以及质量，同时还要使得产品的市场竞争力有所提升，最终给产品带来更多的经济以及社会效益。
4、有限元设计方法
有限元法就是将一个形状复杂的连续体的求解域 ，分解为有限个简单的子 区域 ，即将一个连续体简化为有限个单元组成的等效组合体，通过连续体的离散化，把求解连续体的场变量问题，简化为有限单元节点上的场变量，求解系列代数方程组，得到近似的数值解。有限元法设计大致可分为四步：1)结构离散；2)单元分析；3)整体分析；4)数值求解。这种方法具有很大的灵活性，只要改变划分单元的数 目，就可以改变解的精确度，得到与真实情况无限接近的结果，为我们的设计提供更确凿的依据。在实际的工程应用中，有限元法常与大型计算机编程或有限元分析软件相结合，当前大型商用程序如 A N SY S ，SA P ，A D IN A ，N A ST R A N ，M A R C ，A BA Q U S ，A D A M S ，I-D EA S 等。基于 A N SY S 的有限元分析流程如图 1 所示。
结束语
关于起重机械，还有许多设计方式，比如对参数进行设计，进行环保的绿色设计等。实际设计的时候，我们可以把多种方式进行结合，多思考一些设计的变量，就能达到更好的设计效果。
参考文献
[1]刘力,李明万.浅谈起重机械现代设计方法[J].山西建筑,2010,24:347-348.
[2]周敏.起重机械现代设计方法分析[J].科技致富向导,2012,09:367.
[3]孙士杰.现代设计方法在工程机械产品设计中的应用[J].河南科技,2012,18:60.