現代機械設計的創新設計理論與方法

牟洪枚 史成濤

摘要：隨著工業化和城市化的不斷發展，現代社會對于工程制造業的要求也逐漸呈現出多樣化和個性化的發展態勢，在質量和水準的要求上也有了層次化的發展與深入。這也就意味著，機械制造在面臨更為廣闊發展市場的同時，也面臨著更多的挑戰和風險。如何在保證自身質量的基礎上優化自身的技術運用水平和設計理念升級，是當下機械設計中面臨的主要任務。傳統的機械制造較為零碎松散，在具體生產過程中對質量的把握也較為粗糙，如果不對現狀加以改進和創新，終將會被現代化市場所淘汰。要注重先進工藝指導下的設計發展，實現產業的優化進步。

關鍵詞：工程機械;發展;現代設計方法

1機械設計理論與方法的發展進程

縱觀世界現代機械設計的發展歷程，按照時間節點，現代機械設計行業的發展可以分為兩個階段，第一階段要追溯到17世紀，一直到20世紀中葉，是現代機械設計的初級階段，該階段的機械設計非常傳統，且設計的水平一般，方法、理念等方面更無科學化可言。很多時候新產品的研發速度非常慢，可以說，此時的機械設計不僅受到各種條件的制約，生產力低下，無法滿足當時市場的需求。第二階段是從20世紀中后期至今，新興技術的引進，帶動了現代機械設計技術的提高，在這一階段，我國機械制造業的整體水平都得到了大幅度提升。

2現代機械設計理論與方法需具備的特點

2.1創新性

21世紀以來，創新已經滲入到人們的生產、生活中，對我國各行各業的影響非常深遠，更是現代機械設計快速發展到的源泉。從企業的角度看，不進行積極地創新該給，就無法在新型市場經濟的激烈競爭中獲得一席之地。對研究人員來說，創新是其開展現代機械設計理念的基礎，一方面研究人員要結合傳統設計理念中的重要部分，另一方面要將現代先進技術理念融合進去。目前，在我國現代機械設計領域，很多技術人才在學習先進國外經驗的同時，能夠充分發揮自己的主觀能動性，充分利用現代機械設計不斷創新的特點，挖掘機械設計理論的核心體系，促進我國現階段很多機械設計產品實現了質的飛躍。

2.2綜合性

隨著我國現代機械設計的快速發展，在人們智慧下，已經實現了現代機械設計與市場需求相互融合，在人們的生產、生活中發揮了重要的作用。作為現代機械設計人才，在創新的同時，還要考慮現代機械設計產品的綜合性發展，對產品可以創新，但是不能天馬行空的想象，要讓自己的產品符合人們生產、生活的需求。在設計現代機械產品時，就要求設計員們主要考慮產品與市場的融合、產品與人們需求的融合等方面，科學的作出綜合性考量，這樣才能確保更多現代機械設計產品的生產，進而滿足市場經濟的需求。

3工程機械的現代設計方法

3.1定制化設計方法

工程機械產品結構復雜、技術含量高、設計周期長。實踐中能否滿足客戶對這類產品的多樣化需求，體現著工程機械設計水平。因此，為了實現對工程機械可視化定制產品的加工制造，則需要通過對CAD在協同設計系統支持下的科學利用，針對性地開展這類產品的定制化設計開發工作，促使客戶的個性化需求能夠得到有效表達，并降低工程機械產品的產出風險。同時，基于協同設計系統的工程機械設計，通過對CAD的科學使用，可實現對設計者更改信息的實時獲取，有效應對工程機械設計風險，最大限度地降低其設計中的問題發生率。除此之外，協同設計系統與CAD共同支持下的工程機械設計工作開展，通過對定制化設計方法的使用，可實現資源共享，為客戶提供定制化的設計開發產品，高效地完成相應的設計工作，促使工程機械在實踐中的設計質量更加可靠，全面提升其產品的潛在應用價值。

3.2綠色化的設計方法

在應對工程機械能耗問題的過程中，應通過對其功能特性、設計要求、低碳經濟時代形勢變化等方面的綜合考慮，加強綠色化的設計方法使用，有效開展工程機械產品的設計開發工作予以應對。實踐中運用這類現代設計方法的過程中，需要工程機械設計人員通過對機構動力學與運動學的分析及理論知識的整合利用，充分考慮連桿機構支持下的工程機械最佳運動軌跡與速度，進而在最佳動力傳遞方式的作用下，獲取功能特性良好的工程機械產品，實現對其能耗問題的科學處理，并拓寬這方面的設計工作思路，逐漸提升工程機械綠色化的設計開發工作水平，為其產品應用范圍的擴大打下基礎。

3.3其他的現代設計方法

在選用工程機械現代設計方法的過程中，也需要通過對有限元分析技術、疲勞強度分析技術、零件強度設計等方法的科學使用，實現對工程機械的有效設計，并通過對再制造技術的充分利用，實現相應產品的再制造設計，促使工程機械產品應用過程中具有良好的節能、環保特性，滿足其科學設計方面的要求。同時，應通過對新型能量回收液壓系統設計技術的高效利用，使得對工程機械產品應用中構件方面多余能量的再次利用，豐富工程機械設計內涵的同時健全其設計方案，？充分發揮其現代設計方法的應用優勢。除此之外，應通過對精細化設計方法的合理使用，減少工程機械設計中的細節問題發生，并為其創新設計工作的高效開展提供參考信息，確保工程機械產品應用狀況良好性。實踐中通過對綠色化設計方法、精細化設計方法等不同工程機械現代設計方法的有效使用，可使最終得到的設計方案有著良好的適用性，不斷優化工程機械產品應用中的工作性能。

3.4對現代機械型號、規格進行創新設計

我國各行各業在快速發展的過程中，對機械型號和規格精準度的要求也會越來越高。尤其對機械的型號和規格，在設計方面有著非常嚴格的要求。怎樣才能讓機械的型號和規格可以滿足各行各業的需求，這就需要設計員們進行創新。如在保障機械產品基本功能的基礎上，對產品的型號和規格進行改進優化，使其滿足各行各業的標準。同時還可以在原有功能的基礎上，不斷豐富其功能，就如同在人們的生活中經常使用的刀一樣，通過在外形上改進，使其既可以切菜，又可以起瓶蓋，這樣多功能的產品才是現階段市場的需求。在設計的過程中，很多設計員們結合了數學模型的算法，對每個現代機械產品進行精準設計，這樣做既可以提高新型機械產品的質量，又可以滿足人們對新型機械產品的要求。在實際生產過程中，該方法無疑成為設計員們的一個技術領域的創新。

4結語

綜上所述，通過對這些內容的深入探討，可為工程機械的更好發展提供支持，完善相應的設計方案，提高工程機械的設計效率及質量。因此，未來在落實工程機械方面的研究工作時，應給予其發展與現代設計方法運用足夠的重視，確保工程機械設計有效性，促使其應用過程中的實際作用能夠充分發揮，滿足相關生產活動高效開展要求。長此以往，可增加現代工程建設中的技術優勢，優化工程機械的使用功能，降低其應用問題發生率。

參考文獻：

[1]陳繪如.新時期中國工程機械行業發展研究[J].中國市場，2019（11）：52-54.

（作者單位：沈陽申藍航空科技有限公司1 沈陽業成環保設備制造有限公司2）