机械设计创新方法研究及发展趋势探索

　　摘要：机械设计的理念及方法随着世界经济突飞猛进的发展也在不断改良和优化，本文在机械设计理论进行阐述的基础上，总结了基于计算机平台进行的机械设计、机械产品的变形及并行设计、质量管理和失效分析、有限元分析等四个方面的机械设计创新方法，并指出了未来的机械设计将趋于信息化、全球化、智能自动化、绿色环保等方向发展。

　　关键词：机械设计;创新;方法;理念

　　社会进入现代工业文明以后，世界经济取得突飞猛进的发展，机械设计的理念及方法也在不断改良进而优化，与传统的机械设计方法相比，新的机械设计方法朝着更加系统、更加完善、效率更高的方向不断发展。因此，越来越多的研究者在机械设计的新领域、新方向、新思路方面不断进行探索，并取得了一定成果。温海涛[1]基于对采用自动化技术进行机械设备设计研发的相关过程进行了阐述，指出了在利用自动化机械设备进行设计研发的过程中的相关设计框架和设计领域本等两方面的具体研究内容。刘劲威[2]对智能化的机械设计技术进行了研究，具体对智能机械设计所具备的优势进行了分析，以及对机械设计未来的发展趋势方面进行了探索。李小龙[3]对智能化机械设计的具体应用方面进行了阐述，特别指出了柔性技术在智能设计制造过程中的具体应用。文献[4-6]结合现代机械设计相关理论，对现代机械设计的具体的创新设计方法及创新设计过程中所要遵循的相关设计原则进行了比较研究。

　　基于研究者们对新的机械设计技术现有探索的基础上，本文力求通过对机械设计创新方法更全面的总结归纳，进而探索机械设计方法的未来发展趋势。本文研究结果可为后续相关机械设计创新方法的研究提供一定的参考意义。

　　1 机械设计概述

　　机械设计是整个机械制造加工生产中的第一步，其作用相当重要，对机械产品成功与否起着决定性的作用，只有在机械设计时候全面考虑、全面考量、不断优化、综合设计，才是制造生产最优机械产品的基础。机械设计时要有一定的设计理念，全面考虑产品结构、性能、运动关系、尺寸特性、设备属性，以机械设计理论基础、材料力学、工程力学、机械设计方法等相关理论为基础，展开对机械产品的设计工作。此外，在机械设计的过程中，需要不断地对机械设计产品的可靠性、环保型、经济性、实用性、可操作性、可实现性等方面进行不断的论证、改良及优化。随着国民经济的不断发展，机械设计方法不断得到创新，设计方法已经从传统的需要人为干预的过程不断向着自动化、智能化、信息化、科技化的方向发展，以前需要人为进行干预的一些过程已经大多被智能化的机器所代替，大大解放了人力，人们可以将更多的经历放在设计理念和方法研究上，根据市场需求，人们可以不断地对设计方法进行优化，对设计理念进行创新，对设计产品不断完善，设计出更加合理、完美的机械产品。

　　2 机械设计创新方法

　　随着社会经济的不断发展，机械设计的过程中结合更新的理论方法、设计理念，机械设计方法不断得到创新。归纳起来，总的有以下几个方面的机械设计创新方法：

　　(1)基于计算机平台进行的机械设计

　　基于计算机平台的机械设计是指采用新的设计方法(CAD)进行的机械设计过程，CAD的出现大大节省了传统二维、三维手工画图过程中的复杂性，CAD是二维、三维机械模型的设计变得更加容易、设计效率更高、设计更加方便，大大提升了整个设计进度。

　　(2)机械产品的变形及并行设计过程

　　基于原始的机械设计产品的基础上，或者对原始机械设计产品的衍生品进行机械产品的二次优化设计，称为机械产品的变形设计。对机械产品进行变形设计，可以大大提高机械产品衍生品的应用范围，使机械设计产品得到更广泛的应用。同样，在机械产品的设计过程中，以往的设计流程大多是串性设计过程，设计效率低下，设计产品不够先进。采用机械产品的并行设计，结合计算机相关辅助设计平台的相关方法，设计出更加系统、更加科学、更加完善的进行机械产品。

　　(3)注重机械设计过程的质量管理和产品的失效分析

　　机械产品从整个设计开始到最终的产品过程，都必须严格进行质量管理工作，对于机械设计工作而言，特别要注重设计过程的质量管理工作，同时在进行严格把控质量管理过程中，同时要做好机械产品的失效分析工作，明确机械产品的失效原因，具体找到生产工艺问题还是设计问题，根据失效原因，才能更好地指导设计工作朝着更优、更合理的方向发展。

　　(4)机械设计产品的有限元分析

　　随着计算机软件技术的进一步发展，有限元分析法逐漸嵌入到相关的计算机分析软件(如workbench软件)中。有限元分析法的思路就是通过建立机械产品的模型(一般是三维模型)，通过对模型网格化，根据已知地相关参数，通过求解偏导方程的方式求解未知量的过程，比如对产品应力、变形等方面参数的求解过程。有限元分析法在机械设计过程中的应用，对机械设计具有很重要的参考价值。

　　3 机械设计未来发展趋势

　　现有的机械设计方法虽然已经取得了较大的发展，但随着经济的进一步发展，机械设计势必需要进一步发展，总结起来，机械设计的未来发展趋势主要在以下几个方面：

　　(1)机械设计趋于信息化、全球化方向发展

　　随着网络信息技术的进一步发展，机械设计过程将更加紧密地好网络信息技术进行结合，机械设计的整个过程将变得更加全球化、信息化。通过利用网络信息平台进行机械设计产品的大数据采集工作，利用机械产品的大数据对机械设计过程中进行相关的指导。

　　(2)机械设计趋于智能自动化、绿色环保方向发展

　　随着科技技术水平的不断进步，未来机械设计的过程会更加智能和自动化，大大地缩减人工设计过程，采用系统软件的方法可大大提升设计工作的智能自动化。此外，机械的设计会更加地绿色、环保节能，大大提高机械产品的可持续发展。

　　4 总结

　　本文总结了现有的机械设计创新方法，在对机械设计理论进行阐述的基础上，总结了基于计算机平台进行的机械设计、机械产品的变形及并行设计、质量管理和失效分析、有限元分析等四个方面的机械设计创新方法，并指出了未来的机械设计将趋于信息化、全球化、智能自动化、绿色环保等方向发展。

　　参考文献：

　　[1]温海涛.自动化机械设备设计研发与机械制造创新探究[J].科技与创新，2019(23)：101-102.

　　[2]李铁，孙俊鸽.现代机械设计方法研究及其创新[J].中国设备工程，2019(06)：124-125.

　　[3]李小龙.关于机械工程及其自动化的创新效果研究[J].装备维修技术，2019(03)：45.

　　[4]王泽.现代机械设计方法研究与创新[J].城市建设理论研究(电子版)，2019(08)：73.

　　[5]黄金波，杨萍.机械制造和机械设计创新的实现[J].设备管理与维修，2019(16)：30-31.

　　[6]刘劲威.智能时代机械制造技术的创新问题研究[J].南方农机，2019，50(21)：125.

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