浅谈机械产品设计与结构优化设计

浅谈机械产品设计与结构优化设计

梁微

（哈尔滨第一工具制造有限公司黑龙江省哈尔滨市150078）

摘要：伴随着制造业经济的不断发展，国内现有的机械设计科学技术应用水平也得到了有效的提升，为制造业生产效率提升奠定了坚实的基础。在这一（此）基础上，机械结构的优化设计工作就显得十分重要。通过对现代计算机应用技术的研发利用，很好的提升了机械生产产品的工作性能及效率，对于机械本身的使用寿命（的）延长也起到了比较不错的促进作用。鉴于此，文中首先阐述了机械优化设计的发展概况，其次分析了机械结构优化设计的应用，包括优化结构设计拓扑、形状、科学结构、尺寸以及动态性能。最后从更利于大型复杂结构模型构建与计算机技术有效结合等方面研究了机械结构优化设计应用的未来发展前景，旨在提升制造业机械设计质量。

关键词：机械设计；机械结构；优化设计；动态性能

一，机械产品设计

1现代机械产品的特点

在信息时代下，机械产品设计与制造越来越自动化、智能化，这也使得现代机械产品具有系统化、智能化的特点，同时，在新时期下，随着人们个性化需求越来越高，使得现代机械产品也具有很高的个性化特点。对于智能化，主要是在进行现代机械产品设计、制造时，经常会采用先进的网络技术、计算机技术急性？，使得机械产品具有更强的功能；对于系统化是指在进行现代机械产品设计时，往往会通过多个设计元素，组合成一个固定系统，其各个元素相互独立，同时又具有很强的层次关联。同时在机械产品设计、制造过程中，会针对产品的不同功能，进行相应的模块设计，通过模块组合，形成一个系统。（这两个同时有点不合适）

2现代机械设计技术

2.1AGV技术

在输送系统中，AGV技术发挥着十分重要的作用，其在磁带导引、速度决定路径属性上具有明显优势。AGV系统主要包括行走机构、传感系统、控制系统、车载系统、导航系统、其他组件等几个方面。在AGV技术中，车体由两个驱动轮和两个万向轮支撑，通过直流伺服电机，在额定工作状态下，对电机速度进行控制，实现机械设计的控制。

2.2数字化设计技术

在现代机械设计中，数字化是十分常见的技术，数字化背景下，机械设计的效率、设计水平得到了极大的提升，进而促进了机械产品（设计）的整体性能。在数字化技术中，主要是利用数字建模实现初期设计，然后在计算机中进行运行调试，寻找出其中存在的不足，并加以改善。在现代机械设计中，数字化设计技术是从产品的全生命周期出发的，其可以实现资源最优配置，并且具有很强的设计可靠性。

2.3并行化设计技术

如果说数字化设计技术在现代机械设计中占据核心地位，那么并行化设计技术就代表未来发展趋势。究其原因为在不同领域中机械产品占据越来越重要的位置，相应的就需要完善机械设备的功能，同时，让不同机械设备能相互协调工作，共同完成相应工作，进而在设计机械设备的时候就不能单纯的考虑一种机械功能需求，还应并行的考虑其他机械产品功能需求，最终让不同机械设备的功能相互补充，有效提升社会生产力机械水平。

2.4智能化设计技术

在机械设计领域中，自动化技术被广泛的应用，并且机械自动化程度也越来越被人们重视，占据一定的地位，这就对机械自动化设计进程提出相应的要求。在进行设计的时候，机械设计师应充分采用智能化设计技术，科学合理的完成机械设计工作，最终使得智能化体系得到很好的完善。在新时期下，机械设计需要朝着更加适合市场竞争的方向发展，要根据市场引导，对机械产品的性能进行优化设计，并注重节能环保绿色设计，这也是符合社会主流的关键方向。

二，机械结构优化设计

3（1）机械结构优化设计应用

3.1（1.1）（后面一次类推）优化结构设计拓扑

传统的工业生产机械制造工作中，在进行机械的结构优化设计时，技术设计人员普遍会将设计的精力集中在结构参数的优化工作中，但是对于机械零部件上的拓扑结构设计则比较少，相应的文献研究内容也比较匮乏。伴随着国内工业机械制造水平的不断提升，专业人员在该方面的设计重视程度有了很好的提升，相应的机械结构优化设计意识也得到了很好的培养。具体而言，在进行拓扑结构的优化设计工作时,设计工作的重点通常集中在两个方面，其一是连续结构优化设计，其二是离散结构优化设计。前者的优化设计主要是指对于空洞的数量、形状、分布范围以及部分的结构边界的有效优化。与前者相比，后者的优化设计重点主要集中于不同关键连接点的设计着手，同时需要提前确定不同设计位置的关键点。

3.2（1.2）优化结构设计形状

在进行机械结构的形状优化设计工作时，由于提升机械设备性能需要设计到诸多的施工任务，所以在具体的工作开展时应该进行深入研发探究。具体来讲，大部分的工业或制造业中都需要应用到大型机械设备，在该种类型的设备中，其内部的结构十分复杂，不同构件的形状也各不相同，很难进行统一性的规划分析，继而为机械设计的优化工作开展制造了相应的难度。自20时期中期？以来，工业、制造业等行业兴起，为了充分提升生产效率，国内外分别针对机械制造设计优化进行了大量的研究，在国内，对于机械设备结构的优化重点主要集中在形状设计优化、制造业机器人优化以及机械零部件的结构优化设计等几个方面。

3.3（1.3）优化机械结构设计尺寸

在工业与制造业中，进行各种生产设备的机械结构优化工作时，机械结构本身的尺寸设计就成为整体设计工作中的关键工作内容，同时对于设计尺寸的要求也十分精准。正式开展机械结构设计时，作为研发人员，需要意识到零件自身尺寸的大小必须与生产需求相适应。在经由多个不同零部件组建而成的机械设备中，一旦出现某一个零部件不符合生产需求，就会接连对各类零部件的联接效果造成不良影响，加大使用期间各个部件间的磨损程度，更严重者会导致整体生产设备无法投入生产运行，出现报废问题。换言之，如果一个零部件所关联到的其他构件数量越多，那么对其尺寸的精确度要求就越高。另一方面，在进行机械结构设计的尺寸优化作业时，必须确保机械结构产品的形状与拓扑之间的关系维持不变。然后在这一基础上再去应用计算机技术将尺寸面向精确度更高的方面进行优化调整，最终提升机械产品的使用性能。

3.4（1.4）优化机械结构设计动态性能

进行机械机构的动态性能分析时，能够发现，影响其应用效果最直接的因素就是当机械结构本身受到来自外界各种力的作用时，其所呈现出来的外形变化规律与相关设计参数浮动变化情况之间紧密的联系。想要有效实现在工作强度不变的状况下将机械产品的使用寿命进行一定程度的延长，就一定要进行机械结构动态性能的优化设计，主要是通过对该方面的优化能够更好的反映出机械产品现阶段能够接受的最大工作强度，并计算出其最长使用寿命。另一方面，针对机械产品结构的动态性能进行优化设计时，对于机械产品本身工作任务量以及工作负担的减少也具有很好的促进作用。

总结

综上所述，在机械制造业中，现代机械设计与机械结构的优化设计具有十分紧密的关联，两者息息相关，共同促进。在制造业机械生产研发过程中，机械结构的优化设计,在很大程度上推动了制造业机械产品的质量提升和性能优化，同时，也为机械行业实现可持续发展带来的发展机遇。因此，在实际中，必须加强对现代机械设计与械结构的优化设计的研究，从而更好的促进我国现代机械制造业的长久发展。

参考文献

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