现代机械设计方法研究

2022-09-10

21世纪是信息化的时代, 同时也是我国农业取得快速发展的时期, 这个时期我们的目标是全面实现农业现代化, 而农业的发展与机械化息息相关, 在很大程度上受机械的制约。近年来, 我国对农业机械的研究也出现很多的困难, 因为其自身的特点和工作对象的复杂性。现代机械设计方法可以显著改善农业机械产品的设计开发, 现代机械设计技术可以缩短产品开发周期, 改善产品质量, 增强竞争力。

一、现代机械设计方法的发展

将设计方法作为学科进行研究已有一百年的历史, 我国机械设计不仅形成比较传统的设计方法还将此总结成相关的设计理论, 但是, 传统的设计方法已经远远不能满足现实的需要, 传统方法的设计水平只能停留在低级水平, 传统设计方法以静态为条件, 对目标进行定性, 对设计进行定量化, 这并不能适应机械设计的一般要求。

随着经济全球化趋势的不断加强, 我国经济发展迅速, 人们的生活水平、生活质量都有显著提高, 进而对机械产品的质量提出了更高的要求, 这就推动我国的机械设计不断向现代化方向发展, 另外, 高新技术不断取得发展, 新思维、新理论不断形成, 并为现代机械设计提供了理论基础。随着计算机的发展, 机械设计方法也发生很大变化, 由先前以经验为主的传统设计方法向系统设计方法转换。

二、现代机械设计方法的特征

现代机械设计与传统机械设计在方法上有很大的不同之处, 传统机械的设计过程可以分为, 对产品的需求进行适时的调查, 归纳总结相应的问题, 并对问题进行综述, 对方案进行优化等等。与现代机械设计方法相比, 传统设计方法有很大的局限性, 比如说设计水平低, 得到的参数和指标不准确, 静态假设不能够适应动态的设计要求, 还有造成成本高, 花费大, 信息反馈周期长等缺陷。

现代机械设计是对传统方法的继承和发展, 现代机械设计更具科学性、更具合理性, 同时设计水准更高。作为一门基础科学, 现代机械设计的特点是综合性强、多学科交叉等。现代机械设计将控制技术、机械技术、信息技术等其他科学技术相结合, 目的是对整个系统进行优化。现代机械设计是时间维、逻辑和方法维进而形成的三维体系, 时间维主要是对产品规划、设计方案等其他设计流程的顺序体现;逻辑维主要体现解决问题的逻辑步骤;而方法维主要是对设计过程中的思维和方法的具体体现, 目的都是为了使现代机械设计更高效, 更优质。

三、两种不同的现代机械设计方法

1. 比较专业的现代设计方法

随着现代科技的进步与完善, 由计算机专业人士和机械设计人员共同开发的新软件能够对机械产品进行准确无误的反映, 比如说反映产品的损伤情况, 产品遭受破坏的情况等。除此之外, 还可以对机械的各种细小零件进行动态行为的分析, 确保现代机械设计方法的专业化。

2. 通用的现代机械设计方法

在今天这个信息时代, 计算机得到了最大范围的应用和普及, 但为满足产品性能的需求, 我国广泛采用计算机技术对相关系统进行分析, 分析的内容包括可靠性、优化性等, 这就是所谓的较通用的现代机械设计方法。

四、现代机械设计的发展趋势

1. 系统性

我们应该将机械产品看作是一个完整的系统, 并通过对计算机的应用实现人和环境之间的协调发展, 运用各种现代化的设计理论和方法对总系统进行分解, 为了达到系统优化的目标而对各子系统进行协调和匹配。之所以说现代机械设计方法是对传统设计方法的继承和发展, 是因为现代机械设计将传统设计经验提高到更高的水平, 使其更具逻辑性、理性等特点。有两种代表性的设计方法, 一种是德国提倡的, 另一种是美国提倡的, 德国所提倡的设计方法以功能—原理—结构为模型, 美国所提倡的设计方法是在知识等其他条件不允许的情况下, 运用创造方法, 进行辩证思维而形成的新设计, 两种机械设计方法各有所长, 都在产品开发中取得显著成效。

2. 随机和动态性

任何机械产品的完成都是在随机动态状况下进行的, 然而, 传统的机械设计方法受各种条件的制约, 因而只能在静态情况下进行分析设计, 即使对动态状况进行考虑, 也只是凭借相关经验对数据进行修正而已, 并不能对机械产品的实际运行行为进行真实、客观的反映, 而现代机械设计方法则不同, 它主要是在考虑载荷谱、零部件损伤的条件下来进行设计的, 使得设计的成功率更高, 同时也符合可持续发展战略的相关要求。

3. 优化设计

现代机械设计方法采用的是直接法或者耦合法, 采用这种设计方法对整个系统进行优化, 对提高精确度和相应地缩短时间都会产生有利的影响, 这也是传统机械设计方法所无法超越的。

总之, 现代机械设计理念是前辈们在机械设计的研究中不断的努力、不断试验、不断总结而探索出来的。它对于我们国家机械行业的发展具有非常重要的作用, 特别是针对我国这种机械大国, 其是我们走向机械强国的一条必经之路。同时, 也是我们逆转机械行业贸易逆差的好途径。只要把这条路走好了, 我国的机械设计水平就能赶超世界上的机械设计强国。

摘要：作为一门古老学科, 机械工程要想推动自身不断取得新进展、新进步, 必须加强与最新科研成果的结合, 与先进的科学技术紧密连接, 而农业机械化的重要内容是机械设计, 机械设计的水平对产品的质量、性能产生直接而深远的影响, 通过计算机, 以设计方法学为基础。本文通过对机械设计发展、特征的介绍, 推测机械设计的发展趋势。

关键词：现代机械设计,方法,特征,发展趋势