現代機械設計方法研究及其創新

李圓圓

摘 要：機械設備設計理念的發展變化促進了設備的改造和升級改造的開展，人們在從事生產和其他各類工作時，對于機械設備性能和功能方面的需求產生了越來越多的變化，對機械設計提出更高的要求，在提倡創新改革的今天，機械設計在方法和構建模式上都應該進行創新，以適應和滿足人們不同的需求和條件，這也是現代機械發展的必經之路，通過創新性的設計方法和方案來提高機械設備的性能和質量，并且對設計的理念要進行創新和深入的剖析。

關鍵詞：現代機械；設計方法；創新

引言

現代機械設計作為一項重要的工程活動，需要強大的創造力支撐，才能實現整體的發展與優化，形成一個堅固的綜合性產業。近年來，我國經濟市場發生的巨大的變動，這直接的影響到機械設計產業的長遠發展，帶來了新的挑戰，想要實現穩定的發展，就必須從源頭對機械設計進行全面的改革與創新，不斷地研發創出新的技術，并將其運用到實踐操作中，以滿足社會經濟的需求。現代機械設計產業向正規化、統一化的角度發展，保障了產品的質量。

一、現代機械設計的特點

（一）計算機智能化

高新科學技術的發展，為機械設計帶來了新的活力，計算機技術的應用，極大的推動了我國的社會生產力和經濟的發展，全面實現計算機應用成為時代的需求。通過計算機中的優化設計功能，以及系統仿真系統能夠進行復雜抽象的設計，實現設計的高效率以及高質量，為機械設計在未來發展道路上形成新的紀元。

機械的設計工作需要迸發出更多的創新觀念和理念，而計算機技術與智能技術的結合，加上設計者的精巧構思，為機械設備的設計帶來了更多的發展機遇，運用計算機的智能化程序極大的提高了設計的嚴密性和基本結構上的合理性，很多以往不符合常規和人們合理想象的結構設計都通過計算機加以實現，并在實際的機械設備設計研究中得以普遍應用，這得益于計算機強大的計算能力，再通過智能化的模擬建模分析處理功能，對于機械設計方案中存在的缺陷和不足加以彌補，能夠及時發現問題所在的位置，能夠對一些結構中的微觀和細小的問題進行分析和檢測，同時可以驗證某些設計思路和理念的可行性和合理性，這無疑是現代機械的設計工作中的一大顯著特點，并且隨著技術水平的不斷提高，高度的智能化設計方案和項目必將大量涌現。

（二）設計方法創造性

機械設計者作為機械設計環節的靈魂，需要擁有創新的發展理念，以及先進的設計工具，三者缺一不可。設計者通過對設計環節所需要的設備以及材料進行科學的研究分析，運用創新的邏輯思維進行想象，并與現代工藝與創新技術相結合，創造出更多的新機械產品。

設計理念的創新會激發出方法方式上的創新，設計人員也由此擺脫了以往知識框架和固有理論方法的局限性，突破固有局限的創新方法應用于現代機械的設計工作之中，這是整個設計工作中的巨大成就，它包含了多種技術和材料方面的創新，實現真正的創造性設計。

二、現代機械設計具備的原則

（一）多功能原則

人們生活質量的日益增長，對產品的要求越來越多，顧客在選擇產品時不再專注于產品的一項功能，而是從產品的整體方面進行考慮，多功能的產品的制造成為當前時代發展的潮流。現代機械設計的目的就是為滿足當代人的實際需求，如果在功能上無法滿足，那么產品就失去了制作的原始意義。

設備的功能性一直是人們普遍關注的重點，機械設備如果只具有單一化的功能單元，那么的應用廣度勢必會被局限在一定范圍之內，當今設備應用的需求變化發展速度極快，人們已經不能滿足于一種設備就具備一種功能這種情況，而是要求現代機械具備多種功能，并且實現功能單元的同時啟用而不互相影響，并充分地發揮出應有的功能作用，因此多功能的原則是現代機械在設計領域內的重點研究方向，讓單一設備具備多種應用功能，不僅能夠減少所使用的設備數量，降低設備采購成本，而且可以實現一種設備多種應用，拓展了機械設備應用領域范圍，這樣的設備產品也能夠得到更多行業和領域的青睞。

（二）最大化經濟效益原則

現代機械設計的產品不僅要滿足當代人的需求，同時也要考慮到產品的經濟效益，兩方面因素的存在共同推動著機械設計的現代化、創新化發展。制作成本低廉，但功能健全、安全性高的產品成為當前設計師應考慮的重點。在設計制造中，一定要保障材料充足，合理分工，實現最大化利潤原則。

再好的機械設備，如果價格太貴，那么它在市場中也難以被大多數用戶所選定。價格因素的重要性，設計人員需要在設計中牢記此點，在保證設備性能和質量達到規定標準的基礎之上，盡可能壓低設備產品的成本造價，并通過合理的規劃設計，完善現代機械的設計、生產加工、產品銷售以及售后服務的整個流程體系，從各個主要環節和渠道上節約成本費用，逐步打造物美價廉，質高低廉的機械設備。

三、現代機械設計的創新方法

（一）仿生物類比設計方法

基于現代環境生態化方面的考慮原則，機械設計中使用了仿生類比設計，通過將設計的產品與動植物進行對比，研究出新式生態環保材料，這種材料與自然界中生物的基本功能相似，并且經過進一步的加工和設計，在諸多方面優于它們。設計師將機械運用于生物進行有機地結合，通過仿生設計理念進行類比，一定程度上激發了設計者的創新靈魂，為設計者進行提供了豐富的靈感，實現了技術方法的創新與優化。

這種創新型的設計方法需要有高超的仿生技術方法和手段作為基礎，才能支撐其這種設計方法和方案的實施過程，通過研究動物和植物的基本特性以及其生物習性、規律，來找到適合融入于機械設備設計理念的模式，這期間必然要對融合后的技術方法和設計模式進行可行性方面的全面檢測和驗證，以分析其是否滿足設備產品的基本性能和質量情況的需求。這種創新方法也能夠促進多種技術的融合發展，是目前處于前沿和高端領域的設計工藝理念，也是未來機械設計發展的重要趨勢和方向。

（二）并行設計方法

科技的進步為機械設計帶來了新的發展路徑，并形設計作為新式現代技術，它與計算機結合進行數據分析，通過集成化原則與優化設計功能，以及系統仿真系統結合進行產品的設計與制作。在整個設計制造環節中，充分的考慮到成本、產品質量、生產效率三者之間的基本要求，從而使生產制作的產品更具有市場效益，以及競爭力。此外，隨著科技的更新與發展，其設計工藝也不斷的提升，進一步與世界接軌，采用了當前最先進的技術措施，將傳統工藝進行改進并與先進科技結合，如在設計中采用了CAE（Computer Aided Engineering）、CAD/CAM協同設計及管理過程技術，以及TC公司開發制造的的Pro /Engineer系統軟件，并通過SUN公司設計開發的ANSYS系統軟件的 CAD/CAM進行檢測。

（三）結構功能模塊化設計

產品的功能能夠滿足人們的需求，一直以來都是機械設計的核心從產品功能的角度設計原則進行分析，設計者在創新設計環節中，要著重考慮到顧客的需求，分解任務時要對每一個任務進行詳細的研究，通過階段化、系統化的方法解決設計中存在的主要矛盾，根據近況制定出生產計劃和費用，以便在實施中能夠進行調節，最大化的實現經濟效益。

以往我們所使用的機械，其整個結構都是能為發揮一種功能作用而設計建立，而現代機械的設計理念開始向其內部的結構功能的設計發展，通過對結構的關鍵節點和重點功能單元的分析和研究，逐步形成一個個模塊單元來實現多功能目標。

（四）移植創新技術設計方法

移植創新技術作為最新的方法之一，需要設計者在整個設計環節保持明確的思維路線。所謂移植創新就是將某個領域中先進的技術應用于現代機械設計中，或將由現代機械設計產出的領先產品與技術應用與其他領域。整個移植技術包含三部分，即技術原理式、技術手段式、技術功能式。 它們的協調發展對機械設計的長遠創新發展具有重要的意義。

結語

新經濟背景下，為現代機械設計技術的發展帶來了新的機遇和挑戰，現代機械設計開始向高精度、性能穩定、多功能、多元化、人工智能化這一趨勢發展，實現層次分工，系統規劃。現代機械設計結合了眾多學科的優勢，將計算機與網絡激素，以及高新科技檢測等有機結合，制造出符合現代化需求的產品，更加體現了創新的重要性，以及機械設計的實用性。

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