解析現(xiàn)代設(shè)計方法在工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用

摘要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國機械行業(yè)在發(fā)展過程中面臨著新的挑戰(zhàn)。現(xiàn)代設(shè)計方法在工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用，改變了以往工程機械產(chǎn)品在設(shè)計這一環(huán)節(jié)中老套模式，使工程機械產(chǎn)品的設(shè)計更加的新穎，能夠滿足工程機械市場中對于產(chǎn)品設(shè)計的標準與要求，對于工程機械產(chǎn)品的設(shè)計與發(fā)展有著非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代設(shè)計方法；工程機械產(chǎn)品；設(shè)計；應(yīng)用

工程機械產(chǎn)品的設(shè)計，是工程機械產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中一個非常重要的環(huán)節(jié)。工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的傳統(tǒng)設(shè)計方法，已經(jīng)無法滿足工程機械在發(fā)展中的需求，不能適應(yīng)工程機械市場的變化，現(xiàn)代設(shè)計方法在工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用，有效的解決了傳統(tǒng)設(shè)計方法應(yīng)用于工程機械產(chǎn)品設(shè)計中存在的問題，提高了工程機械產(chǎn)品設(shè)計的水平與質(zhì)量。

1.現(xiàn)代設(shè)計方法的概述

隨著我國科學技術(shù)的深入發(fā)展，計算機技術(shù)在我國各個行業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，現(xiàn)代設(shè)計方法這一門新興的學科應(yīng)用而生，它是一個決策、尋優(yōu)、綜合的過程，以對產(chǎn)品進行設(shè)計為總的方向，主要的內(nèi)容有：虛擬設(shè)計、相似性設(shè)計、三次設(shè)計、反求工程設(shè)計、價值工程、疲勞設(shè)計、人機工程、人工神經(jīng)元計算方法、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、動態(tài)仿真設(shè)計、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計、模塊設(shè)計、可靠性設(shè)計等。工程機械產(chǎn)品在設(shè)計過程中應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法的時候，通常都是利用計算機進行相關(guān)設(shè)計中的計算、分析以及決策。

現(xiàn)代設(shè)計方法具有以下幾個特點：

1、現(xiàn)代設(shè)計方法在設(shè)計理論中進行了延伸，設(shè)計思維的出現(xiàn)了變化，設(shè)計的范疇也得到了有效的擴展。

2、現(xiàn)代設(shè)計方法中，綜合了多元化的設(shè)計理論、設(shè)計方法、設(shè)計技術(shù)。

3、現(xiàn)代設(shè)計方法中，設(shè)計手段逐漸的虛擬化、并行化、計算機化、自動化、精確化、智能化。

2.現(xiàn)代設(shè)計方法在工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用步驟

工程機械產(chǎn)品在設(shè)計過程中，對于現(xiàn)代設(shè)計方法的應(yīng)用，必須經(jīng)過幾個的階段，以下幾個階段是現(xiàn)代設(shè)計方法在工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用步驟。

1、三維實體造型

工程機械產(chǎn)品設(shè)計中，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法完成全部階段的前期，必須要完成工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的原方案，這樣能夠有效的確定工程機械產(chǎn)品中所有零部件的結(jié)構(gòu)與形狀。在這一基礎(chǔ)之上，利用三維實體造型軟件對工程機械產(chǎn)品中零件的三維模型進行構(gòu)建，構(gòu)建出來的零件三維模型能夠有效的將設(shè)計人員的思想展現(xiàn)出來，還要對工程機械產(chǎn)品采取針對性的力學實驗研究，對工程機械產(chǎn)品中每一個零件的所具備的力學特性進行確定。

2、有限元結(jié)構(gòu)分析

工程機械產(chǎn)品的三維實體造型構(gòu)建好之后，要對工程機械產(chǎn)品中每一個零部件的應(yīng)變性能與動態(tài)性能進行分析，如果分析出來的結(jié)果無法滿足相關(guān)規(guī)定中對于零部件的標準與要求，就必須修改零部件的三維實體造型。工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的有限元結(jié)構(gòu)分析這一階段，主要的作用就是提升工程機械產(chǎn)品在設(shè)計過程中的精確度，防止工程機械產(chǎn)量的設(shè)計出現(xiàn)問題。

3、優(yōu)化設(shè)計

在對同一類型的工程機械產(chǎn)品進行生產(chǎn)的過程中，可以采取很多種設(shè)計方案對工程機械產(chǎn)品進行設(shè)計，不同的設(shè)計方案在工程機械產(chǎn)品設(shè)計中資源消耗的程度也不相同，所以必須對工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的設(shè)計方案進行優(yōu)化設(shè)計，選擇最合理的設(shè)計方案，節(jié)省工程機械產(chǎn)品在設(shè)計中所花費的時間與資金成本，同時確保優(yōu)良的設(shè)計效果。

4、動態(tài)仿真設(shè)計

在工程機械產(chǎn)品的設(shè)計中，一直使用動態(tài)設(shè)計或者是靜態(tài)設(shè)計，都會在一定程度上增大工程機械產(chǎn)品設(shè)計實驗的風險，這一形勢下的設(shè)計成本也相對的比較高。動態(tài)仿真設(shè)計利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對工程機械產(chǎn)品中的結(jié)構(gòu)在各種情況下所能夠承受的負載，隨著時間變化而變化的這一種情況進行模擬，還對工程機械產(chǎn)品中的位移、速度等一系列事項，采取幅域、時域的統(tǒng)計分析方式。所以，工程機械產(chǎn)品在設(shè)計過程中，對于動態(tài)仿真設(shè)計的應(yīng)用非常重要。

5、零部件的詳細設(shè)計

工程機械產(chǎn)品設(shè)計在經(jīng)過上述四個階段之后，工程機械產(chǎn)品的三維實體模型已經(jīng)基本上完成了，下一個階段的主要工作就是利用已經(jīng)完成的三維實體模型，對其進行二維工程圖設(shè)計，然后完成工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的整體設(shè)計圖。工程機械產(chǎn)品中的每一個零部件都非常的重要，任何一個零部件在設(shè)計環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題，都會導致工程機械產(chǎn)品出現(xiàn)相應(yīng)的問題，所以在完成三維實體模型之后還要對工程機械產(chǎn)品中的零部件進行詳細的設(shè)計，確保每一個零部件的設(shè)計質(zhì)量，這對于工程機械產(chǎn)品的運用有著十分重要的作用。

3.現(xiàn)代設(shè)計方法在工程機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度進行設(shè)計時的應(yīng)用

1、強度的計算

以某一個工程機械車架為例子，車架中的鋼板材料為9Cr最佳，許用應(yīng)力為180MPa，車架材料所能承受的負載極限是340MPa，安全系數(shù)則為1.9，在這一條件之下，計算截面如圖1所示。

然后進行應(yīng)力的計算，計算出來的結(jié)果，如表1所示。

根據(jù)表一中的信息數(shù)據(jù)，可以推斷出工程機械車架中的架高應(yīng)力區(qū)，處于I-I、II-II、III-III這三個位置的截面處，但是一些主要荷載力都作用于這三個位置的截面處，這就造成I-I、II-II、III-III截面處發(fā)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，導致這三個位置的截面處存在的應(yīng)力最高，三個截面處的強度卻降低了。由此可知，選擇的工程機械材料中的許用應(yīng)力值要高于最高截面處的應(yīng)力，所以應(yīng)該加強工程機械車架中外側(cè)的板鉸，對于車架其他部位硬度的設(shè)計，應(yīng)該適當?shù)臑檩^低。

結(jié)語：

現(xiàn)代設(shè)計方法在工程機械產(chǎn)品設(shè)計中的有效應(yīng)用，有利于工程機械產(chǎn)品在設(shè)計過程中保持精確性、安全性、穩(wěn)定性，解決了傳統(tǒng)設(shè)計方法在工程機械產(chǎn)品設(shè)計的應(yīng)用中存在的一些問題，對于工程機械產(chǎn)品的設(shè)計有著十分重要的意義。

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