創新設計在機械結構中的應用

李鋒

摘要：伴隨著制造業經濟的不斷發展，國內現有的機械設計科學技術應用水平也得到了有效的提升，為制造業生產效率提升奠定了堅實的基礎。在這一基礎上，機械結構的創新設計工作就顯得十分重要。因此，使社會認識到了創新的重要性，能滿足人們的多元化需求。尤其是在機械結構設計中，采用創新設計的方式，有利于提高機械的質量和性能，從而推動機械制造業快速發展，不斷提高我國的經濟實力，實現其應有的價值。

關鍵詞：創新設計；機械結構設計；設計技術

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0251-01

引言

創新是產業發展的靈魂，是企業實現競爭力的源泉，有利于企業獲得更大的提升空間，滿足社會發展的需要。現階段，市場需求開始呈現多元化趨勢，傳統的設計理念使企業的發展受到了限制，無法發揮其實際作用。因此，必須強化創新設計理念，創新機械結構，以達到最佳的設計效果。

1 機械創新設計的發展概況

在傳統的機械產品制造過程中，采用的生產方式一般是單純的按批次制造方法，生產的產品類型極具單一特點。現階段，該種形式已經得到了很好的改善，更多的機械產品生產采用的批量較小、種類較多的生產方式，新生產方式的采用，在很大程度上提升了機械制造企業的生產市場競爭實力，繼而在市場中占據更多的市場份額，提升企業自身的經濟效益和社會效益。與此同時，機械創新設計的開展還有效的節省了制造企業的生產時間，降低成本的同時，創新了現有的生產效率。另一方面，國內現有的機械創新設計流程主要按照以下內容執行：①在機械結構創新設計之前，需要先行確定創新設計的目標函數。該項流程的執行主要是為了充分滿足機械產品的技術指標要求。②設計函數變量。該項操作的執行，主要是為了確定不同機械產品的結構參數變量數值。③設定機械創新設計的約束條件。主要用于限定創新設計期間算法變量浮動空間。④方案評價。在進行機械結構創新方案的設計時，應該同時設計出不同方向的多種優化方案，從其中選取最佳方案運用。

2 機械結構設計的基本要求

2.1 功能設計要點

機械制造的主要目的是滿足人們對機械功能的需求，加工原材料以形成新產品，在機械制造的初始階段，機械功能的設計不僅要滿足客戶的實際需要還要體現創新。所設計的產品必須滿足相關的機械工作原理，保證產品的穩定性，滿足工藝力學、材料力學和組裝性能等相關因素的要求。

2.2 質量控制要點

在鑄造過程中，不僅要考慮功能的實現，還要考慮產品的最終質量，包括產品的精度、剛度和結構力學。首先，通過控制這些質量因素，可以保證機械產品的質量和成本性能。其次，要充分考慮機械操作的方便性、安全性、節能性和環保性，產品質量不僅取決于施工技術和材料，而且還需要綜合考慮。

2.3 創新與創新設計

隨著機械制造業的不斷發展，機械制造市場的競爭日益激烈，機械產品結構的創新設計已成為機械制造企業強有力的競爭手段，在產品中引入創造性思維等學科能有效地提高機械產品的競爭力。結構創新設計的前提是有大量的可行方案和創新空間，包括機械產品的生產過程、材料、連接、尺寸和形狀等方面的創新和創新。

3 創新設計在機械結構設計中的應用

3.1 產品材料變元法

高質量原材料的選擇是保證機械零件質量的基礎，在原材料的選擇和設計中，設計者可以改變零件的材料，調整產品的整體結構，提高產品的性能，創造高質量的機械產品。

3.2 產品數量變元法

機械零件是機械產品的最小單位為了提高零件的實際性能，機械設計者需要創新和選擇零件。首先，設計者要制定機械零件的測量方案，對各機械零件的頻率、精度、安全性和節能性進行綜合評價。其次，根據綜合評價指標，剔除零部件，合理調整零部件數量，創新產品結構，提高性價比。

3.3 產品外型變元法

機械結構外觀的變化代表產品整體性能的變化。因此，設計者在保證機械產品外觀美觀的基礎上，應進行產品造型的創新設計，以調整產品零部件的尺寸和形狀，提高產品精度，創新產品的整體性能。

3.4 產品位置變元法

機械產品零件的排列方式和位置變化對產品的質量起著至關重要的作用，對某些機械產品零件高貼合度的要求，設計師可通過位置變元法，縮小機械零件間的距離，調整零件位置提高產品質量。

3.5 產品連接方式變元法

機械產品零件的連接方法有焊接、螺釘固定、粘接等，根據產品對零件緊湊性的要求，選擇合適的連接方式，可大大降低產品成本，提高經濟效益。設計師可以根據產品的需求創新產品的連接方式，對于需要牢固固定和不可拆卸的零件，可以選擇焊接方式以提高產品零件的硬度。對于可拆卸部件，可根據具體情況合理選擇粘接或螺釘固定方法。

3.6 產品制造工藝變元法

機械結構設計和制造工藝共同決定了機械產品的質量，設計者應根據零件的基本性能、精度和安全標準，為每個零件設計科學合理的結構方案，嚴格遵循相關的制造工藝指導方針，確保零件的精確性和美觀性，從根本上保證機械產品的質量和質量。

4 創新設計理念的應用優勢及需要注意的問題

目前，隨著科學技術的發展，我國工業化進程正在加快，但與發達國家相比，還存在一定的差距。在此背景下，我國機械制造業缺乏國際競爭力影響了其產業的發展，新時期市場越來越重視創新的優勢和重要性，創新能有效地提高社會生產力，實現經濟效益。同時，創新機械結構設計有利于創新設計質量，使其向多功能集成的方向發展，可以有效提高資源利用率，實現其社會效益。此外，發展創新設計理念，使企業看到自身的發展機遇和挑戰，有利于創造和諧的競爭環境，促進企業的快速發展，實現自身的市場競爭力，機械結構創新時應注意的幾個問題。首先，優化設計方案。在進行設計工作時，需要采用科學的方法進行評價，有利于保證機械結構的質量。同時，還應考慮經濟效益和社會效益兩個指標，對結構的關鍵部分建立模型，并通過數據比較和分析，創新設計方案，提高設計質量。二是加強防腐設計。防腐設計是一項重要的內容，將嚴重影響機械結構的質量和使用壽命。因此，在設計過程中，必須對構件內部構件、焊縫裂紋、構件表面進行設計，以保證設計效果。

5 結束語

綜上所述，在制造業機械結構生產研發過程中，機械結構的創新設計，在很大程度上推動了制造業機械產品的質量提升和性能創新，同時，也為機械行業實現可持續發展帶來的發展機遇。另一方面，機械結構創新設計工作的展開，也在很大層面上有效縮短了機械產品的生產周期，提升了制造行業企業本身的市場競爭實力，最終推動了國內整個工業、制造行業的技術應用水平。由于受到多種因素的影響，文中的內容并不全面，有待補充，希望其中的部分內容能夠為后續關于本課題的研究提供參考。

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