機械工程材料優選方法的研究現狀探析

李薛邦　羅戈山　彭汪濤　馬世杰

摘 要：機械工程材料選擇作為機械工程施工的重要環節，直接影響著機械工程實施的整體質量和最終性能，并且機械工程材料選擇是一項系統、復雜的工作，涉及的標準和要求眾多，工作實施具有一定的難度。傳統工作模式下，機械工程材料的選擇和確定，以設計人員的主觀判斷和經驗判斷為主要標準，缺乏科學性的輔助參考。信息時代背景下，以計算機技術為基礎的現代化選材輔助手段，得到了越來越廣泛的應用和關注。筆者從機械工程材料的選擇和確定方法現狀入手，就材料數據庫的實踐應用發表幾點看法，以供相關單位參考。

關鍵詞：機械工程；工程材料優選；優選方法；現狀研究

工程材料選擇具有多種標準和要求，如經濟性要求、工藝要求等，并且隨著現代社會經濟的不斷發展，生態環保理念的持續深入，相應豐富了工程材料選擇的標準要求，提出了環保和可靠兩點新的要求和標準。從材料選擇實踐的角度分析，傳統模式以設計人員主觀判斷、選擇為主，具有較大的局限性，且缺少科學的數據參考，相應限制了機械工程的良性發展。因此，從機械工程材料選擇現狀和優選方法入手，探討現代材料數據庫在材料優選中的實際應用，具有重要的現實意義。

1 現代機械工程材料優選方法概述

1.1 知識系統選材方法分析

知識系統選材法是一種借助計算機設備完成對材料信息分析，并以此為基礎進行材料優選的材料確定方法。在實際操作過程中，知識系統選材法側重于對材料分析結果的認識和理解。其優點主要分為以下幾點：一，工程團隊可隨時借助知識系統了解材料選擇過程中的材料信息；二，工程團隊接收材料選擇信息后，可隨時將材料信息和工作分配指令，下達至各個團隊，有效簡化了材料選擇商討流程，提高了材料優選效率。另外，雖然知識系統選材法無法實現對最優材料的直接選擇和確定，但與傳統方法相比，其仍具有明顯的應用優勢。

1.2 構建失效指標背景下的選材方法分析

構建具有的失效抗力具體是指構建在一定條件、環境下，產生磨損、變形的能力，以及與其他相關性能的實際配合能力。由于機械工程材料種類復雜性影響，材料的性能存在著較大的差異，加強對材料失效抗力的談論和研究，可確保測試階段與實踐階段材料數據的一致性。首先，工作人員應對機械的操作條件進行確認，明確目標機械對材料抗力的實際要求；其次，工作人員應依據模具的失效表現，確定其相應的抗力指標，以判斷機械材料的達標情況；最后，綜合經濟性和材料來源等選材要求，進行機械工程材料選擇。

1.3 層次分析法基礎上的材料優選分析

層次分析法具體包含技術效益、經濟效益、社會效益以及生態效益四方面內容。經濟效益可細分為勞務費用、財務費用、包裝費用以及運輸成本等內容；技術效益具體是指材料的物理指標和可靠性指標；社會效益則包含材料優選過程中設計的法律法規指標、文化因素以及環境改善因素；生態效益是在生態環境保護理念下衍生出的概念，側重于材料的節能性和環境保護性要求。在實際操作過程中，工作人員需綜合以上四方面內容，對材料進行評價和分析，最終完成相應的材料選擇。

1.4 定量評價方式分析

系統工程理論是定量評價方法的根本理論依據，側重于對系統內涵蓋的所有的問題進行分析和處理。從實際應用的角度分析，定量評價方法可以實現對材料關鍵性質以及次要性質的分析，并聯系成本分析方法或目標函數方法，實現材料性能的最終確定。為進一步優化定量評價方法的實施效果，設計人員還需充分考慮到材料內部結構與材料結構間的關系問題。

2 材料數據庫概述

2.1 材料數據庫基本構成分析

材料數據庫是根據目前工程材料優選存在的數據信息龐大、數據處理困難等問題，提出的技術概念。從材料數據庫構建的角度分析，相關工作人員需在數據庫技術基礎上，采集、存儲材料的物理性能、耐腐蝕特征以及型號特征等信息，并使用數據完成對相關參數的關系描述，以形成完整的材料數據庫。材料數據庫中收錄的數據信息，主要分為材料參數信息、生產應用信息、以及商業信息三方面內容。用戶在實際使用過程中，僅需輸入相應的材料參數，就可以得到得到數據庫中記錄的所有的符合條件的材料選項。隨著材料數據庫研究的不斷發展，目前已經具有航空材料數據庫、耐磨料磨損材料數據庫等多種數據庫形式。

2.2 材料數據庫的發展方向分析

與傳統材料優選模式相比，材料數據庫可以實現對大量數據信息的儲存和處理，給予設計人員更加科學、有效的材料優選參考，不僅有利于工程施工質量的提高，同事有利于工程實施社會效益、生態效益的提高。隨著現代科學技術不斷發展，材料數據庫的功能性愈發豐富，目前其發展方向主要包含以下兩個方面：一，材料數據庫與專家咨詢系統向融合。這種技術融合發展優勢在于，用戶可根據已有的經驗公式實現在材料優選過程中對于材料選擇的科學預測，以合金材料數據庫為例，其內部包含大量的元素信息、經驗公式和合金信息，當用戶輸入基礎參數后，系統即可完成對選材的預測，提供給用戶相應的科學參考，從而提高了材料優選的科學性和針對性；二，材料數據庫與互聯網技術的融合。在互聯網技術支持下，材料數據庫的信息儲備得到了進一步的擴展和豐富，并且強化了材料數據庫的信息共享功能，提高了材料優選的靈活性。另一方面，互聯網技術的融入，強化了材料數據庫的檢索功能，提高了材料優選的工作效率。

3 結語

綜上所述，材料優選作為機械工程設計與實施質量的基礎保障，在實際操作過程中，應充分結合已有的材料優選方法，進行科學的創新和改進，通過現代計算機技術和互聯網技術的有效融入，提高材料優選過程中的數據處理能力，對比多方面材料選擇標準，綜合性確定最終的工程實施材料，從而提高工程整體的經濟效益、社會效益和生態效益。

參考文獻

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