现代机械设计方法研究及其创新

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  摘 要:机械设备设计理念的发展变化促进了设备的改造和升级改造的开展,人们在从事生产和其他各类工作时,对于机械设备性能和功能方面的需求产生了越来越多的变化,对机械设计提出更高的要求,在提倡创新改革的今天,机械设计在方法和构建模式上都应该进行创新,以适应和满足人们不同的需求和条件,这也是现代机械发展的必经之路,通过创新性的设计方法和方案来提高机械设备的性能和质量,并且对设计的理念要进行创新和深入的剖析。
  关键词:现代机械;设计方法;创新
  引言
  现代机械设计作为一项重要的工程活动,需要强大的创造力支撑,才能实现整体的发展与优化,形成一个坚固的综合性产业。近年来,我国经濟市场发生的巨大的变动,这直接的影响到机械设计产业的长远发展,带来了新的挑战,想要实现稳定的发展,就必须从源头对机械设计进行全面的改革与创新,不断地研发创出新的技术,并将其运用到实践操作中,以满足社会经济的需求。现代机械设计产业向正规化、统一化的角度发展,保障了产品的质量。
  一、现代机械设计的特点
  (一)计算机智能化
  高新科学技术的发展,为机械设计带来了新的活力,计算机技术的应用,极大的推动了我国的社会生产力和经济的发展,全面实现计算机应用成为时代的需求。通过计算机中的优化设计功能,以及系统仿真系统能够进行复杂抽象的设计,实现设计的高效率以及高质量,为机械设计在未来发展道路上形成新的纪元。
  机械的设计工作需要迸发出更多的创新观念和理念,而计算机技术与智能技术的结合,加上设计者的精巧构思,为机械设备的设计带来了更多的发展机遇,运用计算机的智能化程序极大的提高了设计的严密性和基本结构上的合理性,很多以往不符合常规和人们合理想象的结构设计都通过计算机加以实现,并在实际的机械设备设计研究中得以普遍应用,这得益于计算机强大的计算能力,再通过智能化的模拟建模分析处理功能,对于机械设计方案中存在的缺陷和不足加以弥补,能够及时发现问题所在的位置,能够对一些结构中的微观和细小的问题进行分析和检测,同时可以验证某些设计思路和理念的可行性和合理性,这无疑是现代机械的设计工作中的一大显著特点,并且随着技术水平的不断提高,高度的智能化设计方案和项目必将大量涌现。
  (二)设计方法创造性
  机械设计者作为机械设计环节的灵魂,需要拥有创新的发展理念,以及先进的设计工具,三者缺一不可。设计者通过对设计环节所需要的设备以及材料进行科学的研究分析,运用创新的逻辑思维进行想象,并与现代工艺与创新技术相结合,创造出更多的新机械产品。
  设计理念的创新会激发出方法方式上的创新,设计人员也由此摆脱了以往知识框架和固有理论方法的局限性,突破固有局限的创新方法应用于现代机械的设计工作之中,这是整个设计工作中的巨大成就,它包含了多种技术和材料方面的创新,实现真正的创造性设计。
  二、现代机械设计具备的原则
  (一)多功能原则
  人们生活质量的日益增长,对产品的要求越来越多,顾客在选择产品时不再专注于产品的一项功能,而是从产品的整体方面进行考虑,多功能的产品的制造成为当前时代发展的潮流。现代机械设计的目的就是为满足当代人的实际需求,如果在功能上无法满足,那么产品就失去了制作的原始意義。
  设备的功能性一直是人们普遍关注的重点,机械设备如果只具有单一化的功能单元,那么的应用广度势必会被局限在一定范围之内,当今设备应用的需求变化发展速度极快,人们已经不能满足于一种设备就具备一种功能这种情况,而是要求现代机械具备多种功能,并且实现功能单元的同时启用而不互相影响,并充分地发挥出应有的功能作用,因此多功能的原则是现代机械在设计领域内的重点研究方向,让单一设备具备多种应用功能,不仅能够减少所使用的设备数量,降低设备采购成本,而且可以实现一种设备多种应用,拓展了机械设备应用领域范围,这样的设备产品也能够得到更多行业和领域的青睐。
  (二)最大化经济效益原则
  现代机械设计的产品不仅要满足当代人的需求,同时也要考虑到产品的经济效益,两方面因素的存在共同推动着机械设计的现代化、创新化发展。制作成本低廉,但功能健全、安全性高的产品成为当前设计师应考虑的重点。在设计制造中,一定要保障材料充足,合理分工,实现最大化利润原则。
  再好的机械设备,如果价格太贵,那么它在市场中也难以被大多数用户所选定。价格因素的重要性,设计人员需要在设计中牢记此点,在保证设备性能和质量达到规定标准的基础之上,尽可能压低设备产品的成本造价,并通过合理的规划设计,完善现代机械的设计、生产加工、产品销售以及售后服务的整个流程体系,从各个主要环节和渠道上节约成本费用,逐步打造物美价廉,质高低廉的机械设备。
  三、现代机械设计的创新方法
  (一)仿生物类比设计方法
  基于现代环境生态化方面的考虑原则,机械设计中使用了仿生类比设计,通过将设计的产品与动植物进行对比,研究出新式生态环保材料,这种材料与自然界中生物的基本功能相似,并且经过进一步的加工和设计,在诸多方面优于它们。设计师将机械运用于生物进行有机地结合,通过仿生设计理念进行类比,一定程度上激发了设计者的创新灵魂,为设计者进行提供了丰富的灵感,实现了技术方法的创新与优化。
  这种创新型的设计方法需要有高超的仿生技术方法和手段作为基础,才能支撑其这种设计方法和方案的实施过程,通过研究动物和植物的基本特性以及其生物习性、规律,来找到适合融入于机械设备设计理念的模式,这期间必然要对融合后的技术方法和设计模式进行可行性方面的全面检测和验证,以分析其是否满足设备产品的基本性能和质量情况的需求。这种创新方法也能够促进多种技术的融合发展,是目前处于前沿和高端领域的设计工艺理念,也是未来机械设计发展的重要趋势和方向。   (二)并行设计方法
  科技的进步为机械设计带来了新的发展路径,并形设计作为新式现代技术,它与计算机结合进行数据分析,通过集成化原则与优化设计功能,以及系统仿真系统结合进行产品的设计与制作。在整个设计制造环节中,充分的考虑到成本、产品质量、生产效率三者之间的基本要求,从而使生产制作的产品更具有市场效益,以及竞争力。此外,随着科技的更新与发展,其设计工艺也不断的提升,进一步与世界接轨,采用了当前最先进的技术措施,将传统工艺进行改进并与先进科技结合,如在设计中采用了CAE(Computer Aided Engineering)、CAD/CAM协同设计及管理过程技术,以及TC公司开发制造的的Pro /Engineer系统软件,并通过SUN公司设计开发的ANSYS系统软件的 CAD/CAM进行检测。
  (三)结构功能模块化设计
  产品的功能能够满足人们的需求,一直以来都是机械设计的核心从产品功能的角度设计原则进行分析,设计者在创新设计环节中,要着重考虑到顾客的需求,分解任务时要对每一个任务进行详细的研究,通过阶段化、系统化的方法解决设计中存在的主要矛盾,根据近况制定出生产计划和费用,以便在实施中能够进行调节,最大化的实现经济效益。
  以往我们所使用的机械,其整个结构都是能为发挥一种功能作用而设计建立,而现代机械的设计理念开始向其内部的结构功能的设计发展,通过对结构的关键节点和重点功能单元的分析和研究,逐步形成一个个模块单元来实现多功能目标。
  (四)移植創新技术设计方法
  移植创新技术作为最新的方法之一,需要设计者在整个设计环节保持明确的思维路线。所谓移植创新就是将某个领域中先进的技术应用于现代机械设计中,或将由现代机械设计产出的领先产品与技术应用与其他领域。整个移植技术包含三部分,即技术原理式、技术手段式、技术功能式。 它们的协调发展对机械设计的长远创新发展具有重要的意义。
  结语
  新经济背景下,为现代机械设计技术的发展带来了新的机遇和挑战,现代机械设计开始向高精度、性能稳定、多功能、多元化、人工智能化这一趋势发展,实现层次分工,系统规划。现代机械设计结合了众多学科的优势,将计算机与网络激素,以及高新科技检测等有机结合,制造出符合现代化需求的产品,更加体现了创新的重要性,以及机械设计的实用性。
  参考文献:
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