淺析機械設計在車輛工程發展中的應用

楊建勇

中國重汽集團濟寧商用車有限公司 山東濟寧 272100

1 我國機械設計發展方向

1.1 智能化發展

現在生產越來越注重智能化的過程，近幾年在機械設計中逐漸出現了智能化的制造，并且已經應用到了實際的操作中。機械設計作為一個系統工程，機械設計的智能化設計，機械和操作工人在機械工作過程中的整合，讓機器自行解決相關的問題，使之有著人無法做的精確，及完美的工藝，通過機械智能化生產的汽車零件，擁有極高的精度和效率。在設計中，還需要使用計算機進行模型設計并設計產品模型。

1.2 方便性及微型化

全世界在納米技術發展有著很快的發展步伐，納米技術已經在很多方面得到了應用，比如在醫學、電腦技術等方面，通過納米技術在很多方面讓產品的性能得到很大的提升，并且突破了很多發面的技術瓶頸。納米技術在機械設計中逐漸也必須得到推廣，這讓機械工作具有方便性和高精度性能。有很多機械設備有著復雜的構造，有了納米技術后這些復雜的設備會得到大量的簡化，對于生產效率的提高有很大的幫助，對于社會生產成本得到極大的降低。

1.3 環保及美觀化

在歐美及日本等發達國家他們在機械生產上不但注重技術的重要性，還注重生產過程的材料的使用節約，對環境的影響，要想要技術達到頂尖也同時要做到技術環保相結合。我國的機械生產資源利用率相對于發達國家還處在初級發展階段，并且機械設計技術在材料方面的使用可以通過相關的技術的優化來實現，要實現資源循環利用，在資源節約政策的指導下，技術設計必須首先了解和熟悉工程機械的原理，工作形式和選材。通過這些環節，我們對工程機械設計有了一定的了解，實現了優化技術和資源節約。機械在發展中已經不能滿足于只要能用的舊觀念，人們對于機械的外觀也有和之前不一樣的要求，在追求技術相應的突破的同時對于機械的美觀化也有著更高的要求，這是機械設計在發展中必然的結果。

2 機械設計在車輛工程中的應用

2.1 在汽車零件生產方面

汽車在我們的日常生活中已經是不可或缺的存在了，汽車的零件總數在幾萬個以上，每一個零件有著重要的作用，如果哪一個零件出現問題那么汽車就會有或大或小的問題，甚至出現安全事故。在現在的機械發展中，零件的生產必須依靠機械設計來完成，我們為了防止減少汽車在性能方面的缺失及在安全方面的保障，我們對機械設計的要求只會越來越高，得到更加精密、簡單、智能等機械設計方法。在汽車運行狀態下故障性震動是汽車主要的故障之一，在某些情況下我們會感受到汽車出現一些噪音和異常的振動，我們通過防止結構模態頻率和輸入載荷頻率相近，這可以通過頻率分布表來實現，就可以有效防止這些情況的發生。還能夠有效消除汽車震動的有時發生的耦合反應，在汽車的使用過程中震動的發生會影響到人們的開車舒適度及安全，通過這些方法我們減少了汽車的震動和相關產生的噪聲。這對于汽車的性能有較大提升，還優化制造和機械設計的相關過程。

2.2 應用在汽車結構優化、模態分析以及結構強度方面

在世界和社會經濟全面發展的大背景下，節能減排、提升安全系數以及舒適性等已經成為了現代汽車技術、性能、結構的一個重要研發方向。車身輕量化的發展主要表現在優化汽車的形狀和結構，以及運用高強度低密度的材料。車身是汽車的重要部分，所以汽車的車身必須具備一定的強度才能夠保證汽車內的重要設備和零件正常運作。在檢測技術和機械創新設計中，其主要應用在以下兩個方面：一方面，通過機械設計可以增強汽車的重要機械零件、強度、結構件的穩定性以及剛度。另一方面，在對汽車進行分析時，可以通過機械設計的有限元分析法對汽車每個構建實行模態分析，而且可以運用計算機對各個構件的振動模態進行仔細的觀察，因此在進行對結構動態的設計時會更加便捷。

在目前的生活中，汽車生產過程中最常用的是普通的低碳鋼板。強度和剛度還可以滿足車身的要求，同時滿足車身焊接的要求，因此被廣泛應用于車身。為了滿足汽車行業的要求不斷輕量化，鋼材料公司開始汽車用碳鋼系列鋼板。通過加強鋼板具有低的碳含量和顯著的抗張強度增加的方法獲得這種高強度鋼板。而厚度減小，從而降低了車輛的重量特性能夠保持車體的高強度機械性能的要求。

2.3 應用在車輛工程的噪聲和振動方面

汽車是人們生活、商業運行以及企業生產等各個方面不可缺少的交通工具。汽車的每個零件能否安全、高效運轉，直接關系到人們的交通安全。如果汽車中的重要設備或一些零件出現了問題，那么就一定會給汽車的安全帶來影響，進而威脅到人們的安全。故障性振動也是汽車不能夠正常運行的故障之一。在汽車運行狀態下，通過感受到的聲振粗糙度、振動和噪聲能夠判斷汽車是否出現故障。為了減少這些情況的出現，最簡單的方法就是防止結構模態頻率和輸入載荷頻率相近，這可以通過頻率分布表來實現。不僅能夠快速地與振動頻率相匹配，并且也能夠將振動時產生的耦合現象消除，還可以對產品的振動特性進行改善，從而可以在很大程度上減少汽車的振動和噪聲。

3 結語

總之，在制造業領域，機械設計的基本原理和設計理論的應用前景極佳。機械設計在車輛工程領域的應用效果出色，不僅在實際操作和車輛工程中的研究有著非常大的貢獻，而且在車輛工程的設計方面起到了促進作用。機械設計不僅促進了車輛工程的發展，還很大程度上促進了社會的發展。