基于機(jī)械設(shè)計(jì)與材料選擇及應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性研究

劉錦+劉國(guó)庫(kù)+張馨丹

摘 要：工業(yè)的大力發(fā)展極大的促進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步以及人民生活水平的提高，在工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)械工程也隨之發(fā)展進(jìn)步。隨著機(jī)械工程的發(fā)展，對(duì)于材料的選擇直接關(guān)系著機(jī)械工程的質(zhì)量，而對(duì)材料的應(yīng)用，由關(guān)系著對(duì)著村料的利用率，進(jìn)而影響到機(jī)械工程的成本問(wèn)題。基于機(jī)械設(shè)計(jì)與材料選擇及應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性研究，是每一個(gè)從事機(jī)械設(shè)計(jì)的人員都應(yīng)了解并在實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用的重要因素。

關(guān)鍵字：機(jī)械設(shè)計(jì)；材料；

1 機(jī)械設(shè)計(jì)與材料選擇及應(yīng)用的意義分析

在社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步過(guò)種中，尤其是伴隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，占有舉中輕重的地位，并為人社會(huì)經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展提供保障。目前我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)已進(jìn)入快速發(fā)展階段，對(duì)原材料的消耗量十分巨大，甚至許多機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)原材料的消耗已處于過(guò)度消耗狀態(tài)。這對(duì)于機(jī)械制造行業(yè)的持續(xù)發(fā)展是十分不利的，也違背了社會(huì)主義可持續(xù)發(fā)展的價(jià)值觀。

為了良好的經(jīng)濟(jì)秩序以及可持續(xù)發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)在材料選擇以及應(yīng)用方面，必須做到即經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，對(duì)機(jī)械材料的選擇和應(yīng)用要做到科學(xué)合理，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的功能和結(jié)構(gòu)要做綜合評(píng)估，以保證對(duì)每一份機(jī)械材料都要做到充分的利用，減少不必要的材料浪費(fèi)。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)與材料選擇及應(yīng)用需要注意的事項(xiàng)

1、如何選擇材料荷載類型

在機(jī)械的使用過(guò)程中，大部分零件的損壞和失效，都是因?yàn)榱慵耐廨d荷性能較差，因在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)機(jī)械材料的選擇首先要考慮材料的荷載性能。如何挑選荷載性能好的材料，主要有兩種方法：一種方法是機(jī)械材料表面的性能，由于外載荷作用力大部分都集中于材料表面，因此在一定程度上，機(jī)械材料的表面性能，將會(huì)對(duì)零件性能失效起到一定的抑制作用。因此在挑選荷載性能好的材料時(shí)，要重點(diǎn)考慮利用碳鋼調(diào)質(zhì)、低鋼滲碳等方式加工的材料，經(jīng)過(guò)這些方法加要的機(jī)械材料，不容得受到不必要的損傷。

另一種對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)材料的的選擇方法，是盡可能選擇各部分性能均勻分布的材料，以保證在設(shè)計(jì)生產(chǎn)的過(guò)種中，材料性能穩(wěn)定且高效。

2、對(duì)碳素鋼、合金鋼材料的選擇

碳素鋼因?yàn)樵诩庸ば阅堋⒉僮餍阅艿确椒ū憩F(xiàn)十分優(yōu)越，并且還具有低經(jīng)濟(jì)成本的優(yōu)點(diǎn)，在目前機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中被廣泛的應(yīng)用。但碳素鋼的缺點(diǎn)是強(qiáng)度和韌性不高，因此在機(jī)械設(shè)計(jì)中，就需要使用合金鋼來(lái)彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。因此在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)碳素鋼和合金鋼使用的選擇，是非常重要的。

3、對(duì)材料的適用性和經(jīng)濟(jì)性的選擇

在任何行業(yè)中，原材料的經(jīng)濟(jì)適用性直接與生產(chǎn)成本以及能否廣泛應(yīng)用產(chǎn)生直接關(guān)系，在機(jī)械制造行業(yè)也是如此。機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程要經(jīng)過(guò)許多階段，如鑄造工藝、裝配工藝、生產(chǎn)工藝等等，在機(jī)械材料選擇方面，材料必須要適用于各個(gè)加工階段對(duì)原材料性能的基本要求，但同時(shí)也要考慮原料性的成本價(jià)格，降低機(jī)械設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)成本，提高機(jī)械工程行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4、對(duì)材料節(jié)能性和環(huán)保性的選擇

隨著人們對(duì)自然資源保護(hù)觀念有了更深層次的認(rèn)識(shí)，提出了社會(huì)主義可持續(xù)發(fā)展這一核心價(jià)值觀，而節(jié)能環(huán)保就是可持續(xù)發(fā)展價(jià)值觀中的一個(gè)重要理念。隨著環(huán)境污染和自然資源的過(guò)度消耗，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，而對(duì)于機(jī)械制造行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展來(lái)看，在材料的選擇注重節(jié)能性和環(huán)保性，有利于機(jī)械制造行業(yè)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)久可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也要考慮低耗能和低污染的機(jī)械材料，并且在有選擇的情況下，盡可能不使用不可再生資源。

5、對(duì)材料可持續(xù)發(fā)展的選擇

可持續(xù)發(fā)展是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提和重要原則，機(jī)械設(shè)計(jì)在對(duì)材料的選擇方面，不可違背這一原則。在這一前提下，在機(jī)械設(shè)計(jì)方面如何挖掘機(jī)械材料的潛在性能，并對(duì)其充分利用，將是機(jī)械設(shè)計(jì)的重點(diǎn)考慮因素。結(jié)合機(jī)械材料的性能特點(diǎn)，對(duì)其充分利用，使其真正的發(fā)揮出低耗能、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，將是未來(lái)機(jī)械制造行業(yè)在對(duì)機(jī)械材料選擇和應(yīng)用的重要方向。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)與材料選擇及應(yīng)用

1、對(duì)機(jī)械材料的實(shí)用性選擇應(yīng)用

材料的實(shí)用性，是對(duì)機(jī)械材料選擇的過(guò)程中需要著重考察的因素。按照機(jī)械設(shè)計(jì)工藝的各項(xiàng)指標(biāo)，機(jī)械材料的性能否達(dá)到指標(biāo)要求，將是判定機(jī)械材料是否適用的重要依據(jù)。同時(shí)按照工藝特征，這些機(jī)械材料能否保證生產(chǎn)需求，將是實(shí)用性考察的重要依據(jù)。如材料強(qiáng)度、耐磨性、外觀等，都是對(duì)材料適用性和實(shí)用性的考察因素。

2、對(duì)載荷類型機(jī)械材料的選擇應(yīng)用

不同的機(jī)械材料的負(fù)荷能力不同，為了保證設(shè)計(jì)出來(lái)的機(jī)械能夠正常應(yīng)用，對(duì)機(jī)械材料的載荷性能要嚴(yán)格把關(guān)，并且還要進(jìn)行估算，以保證機(jī)械的質(zhì)量。

3、對(duì)機(jī)械材料低消耗的選擇應(yīng)用

可持續(xù)發(fā)展是社會(huì)主義的核心價(jià)值觀之一，這個(gè)理念可應(yīng)用于各行各業(yè)，在機(jī)械設(shè)計(jì)的材料選擇和應(yīng)用方面，主要體現(xiàn)在選材的低耗能和無(wú)污染方面。這就要求在機(jī)械設(shè)計(jì)的理念，要符合環(huán)保節(jié)能理念。比如大部分機(jī)械加工需要進(jìn)行熱處理，但熱處理會(huì)損害機(jī)械材料的壽命，還會(huì)對(duì)機(jī)械材料的性能產(chǎn)生一定的損害，因此在機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，就需要進(jìn)可能的減少熱處理工藝環(huán)節(jié)。

4、對(duì)機(jī)械材料無(wú)害性的選擇應(yīng)用

許多機(jī)械材料會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染或?qū)θ松碓斐蓚Γ俏ｋU(xiǎn)材料。因此在選擇機(jī)械材料時(shí)，盡可能的選擇對(duì)環(huán)境和人身無(wú)害的材料，是機(jī)械材料選擇需要重點(diǎn)考慮的因素之一。如果必須選擇危險(xiǎn)材料，就要對(duì)材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)和把關(guān)，防止危險(xiǎn)材料對(duì)環(huán)境和人身造成不必要的損害。

5、對(duì)機(jī)械材料可回收性的選擇應(yīng)用

大多機(jī)械材料都是金屬材料，而金屬資源是不可再生的，其產(chǎn)量也不是無(wú)限的。隨著機(jī)械化建設(shè)，對(duì)金屬材料的需求量日益增大。因此原材料的供應(yīng)緊張就成為遏制機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此為了機(jī)構(gòu)制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，選擇可回收性的機(jī)械材料將成為機(jī)械材料選擇首要考慮的因素之一，這也將成為未來(lái)機(jī)械制材料選擇的趨勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)化進(jìn)行使機(jī)械制造業(yè)高速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)的高速發(fā)展固然給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生活帶了不可估量的益處，但其對(duì)原材料的過(guò)度消耗，對(duì)于國(guó)家和社會(huì)也是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。為了機(jī)械制造行業(yè)的未來(lái)發(fā)展，甚至是社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，如何減少對(duì)機(jī)械材料的過(guò)度消耗，機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)械材料的合理和充分利用，將成為機(jī)械制造行業(yè)需要考慮的一個(gè)重要課題，同時(shí)這也是保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展需要考慮的重要課題。

參考文獻(xiàn)

[1]姚建勛，李曼，鐘果曉等.機(jī)械設(shè)計(jì)與材料選擇及應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性研究[J].科學(xué)與財(cái)富，2015，（10）：476-476，477.

[2]孫勇.機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇及應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，（34）：128-128.

[3]池占山.機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇及應(yīng)用探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015，（14）：17-18.