機械設計在車輛工程發展中的應用分析

邢利陽

摘 要：自改革開放以來，我國居民生活質量有著顯著提高，對于汽車的需求量以及質量標準也在不斷提高。因此應結合機械設計工藝及理念，進一步提高現代汽車的設計質量，滿足市場需求，提升民眾滿意度。基于此，本文將探討機械設計在車輛工程發展中的應用。

關鍵詞：機械設計;車輛工程;應用分析

0 引言

隨著現代科技的飛速發展，改變了人們的生活方式與生活觀念，在這個快節奏的社會背景下，汽車成為了現代人必備的一項交通工具。其所具有的運輸功能與便捷功能，不僅提高了使用者的生活質量，還對現代科技的推進有著積極影響。雖然在過去的幾十年中，我國在汽車工程的發展方面取得了一些成績，但要想進一步提高汽車性能，還是需要進一步加強研究，通過融入機械設計原理找到更精準的設計方向，提高汽車質量。

1 機械設計研究

1.1 機械設計現狀

機械設備在我國各類機械加工業中都發揮著重要作用，能有效提高人員工作效率及安全性，代替員工完成一些比較繁瑣或是危險系數較高的生產任務。雖然目前各類機械原理在我國各行各業的生產中應用比較廣泛，不過在一些問題加工問題的解決上還是存在缺陷，需要相關人員進行進一步的設計研究，才能最大化發揮機械設計的運用價值，解決工業生產問題[1]。

1.2 機械設計發展方向

首先是在智能化發展方面。近年來汽車機械設計也慢慢受互聯網以及人工智能技術以影響，轉向了智能化發展方向，并開發了相關的機械設備。這是因為智能化設備雖在生產質量與效率上和傳統設備差距不大，但其在精度與測量方面卻有著顯著優勢。如在生產一些汽車零件時，采用智能化機械設備，可先通過數據分析、智能檢測等技術設計出相應的3D模型，然后在進行試用生產，有效提高了零件使用性能與生產效率，減少了生產成本。

第二是在微型化發展方面。隨著納米技術的提出，對我國許多行業設備的生產操作，都起到了影響，比如在醫學方面，通過采用納米技術，幫助研究人員攻克了許多技術難題，推動了科研進展。因此在機械設計方面，納米技術也逐漸得到了推廣，改變了一些復雜設備的構造，使其更易于維護管理，設備精度也相應被提高[2]。

第三是環保方向發展，隨著自然環境惡化程度加劇，環保也成了近年來的人們的關注熱點。現如今像美國、日本等很多發達國家都比較關注生產材料以及生產過程的環保性，而我國的機械生產資源利用率與發達國家相比還是存有一定差距，因此要加強對此方面的技術研究，革新材料類型及加工方式，最大化發揮材料優勢，優化生產過程，做好節能環保。

此外，現代機械設計還比較注重產品的美觀性能，在不影響其使用功能的情況下，借助美學理念，簡化產品外觀結構，去掉多余的累贅設計，提高產品的現代感與藝術性[3]。

2 機械設計在現代汽車工程中的應用

2.1 在汽車零件加工方面的應用

目前，汽車已經成為人們日常生活中的一項必備交通工具，對其工作生活有著重要影響。一臺汽車中包含著各類機械零件，無論哪一個零件出現問題，都會對汽車正常使用帶來影響，還會增加對相關零件的損耗程度，久而久之影響整臺汽車的安全性能。在現代的汽車工程中，為了提高零件的使用性能，減少安全故障，會不斷增加相關的機械設計標準，盡量找到設計精準度較高、具有智能化的設計方案[4]。

如在汽車使用過程中，常會因為零件問題而產生故障性振動，司機或乘客能明顯的額感受到汽車出現異常振動或有噪聲出現。為了降低該類故障的發生概率，一般會從機械設計入手，通過調整頻率分布表，來防止結構模態頻率和輸入載荷頻率出現相近情況，并進一步減少甚至消除因振動而產生的耦合現象，減少震動發生概率，提高使用者開車的舒適度，為新型產品的設計奠定良好基礎。

2.2 在汽車結構優化方面的應用

汽車結構設計優化程度也與汽車的使用以及安全度的提升有著重要聯系。汽車內部結構設計相對復雜，因此要對其結構設計進行優化，就要從機械設計入手，從車身外形以及系統設備進行簡化。如在材料方面，上世紀70年代，人們在進行車輛生產時普遍會采用鍍鋅鋼板，因為其在當時展現出了較高的耐腐蝕優勢，能有效延長汽車使用那個壽命。但現代汽車生產中，人們一般會采用低碳鋼板進行車身設計，因為其與鍍鋅鋼板相比具有更好的強度與剛度，而且也更滿足車輛焊接要求。隨著近年來汽車行業彼岸準的變化，輕量化也成了汽車設計趨勢之一，為此很多公司，都開始用碳鋼系列鋼板，并利用智能化機械設計技術，研究鋼板材料低碳含量與抗張強度間的關系，從而找出最優數據，生產出質量又輕，強度又高的材料。

雖然現代已經進入了21世紀，但還是有一些人對汽車的安全性能抱有誤解，認為汽車材料鋼板越厚，車身越重，安全性更高。但現代汽車設計對于安全性方面，參照的因素更多，不但要考慮到車身的鋼板材質、性能，還要結合力學模型分析相關的焊接、裝配工藝，降低材料變形概率，充分發揮材料性能。另外其還會在車上添加一些被動安全設備，如全方位的氣囊、發動機下沉等，全方位提高汽車安全性能，增加對于司機、乘客的保護力度。

另外還可將機械設計與檢測技術進行創新融合，通過使用相應的檢測方法，首先對汽車重要零件的強度、穩定性、剛度等進行檢測，提高其使用壽命，并幫助車主制定定期維養計劃;第二可對汽車部分構件實行模態分析，了解構件實際工作情況，從而找出更加合適的設計方案，提高汽車性能。

3 總結

機械設計近年來在我國制造業應用廣泛，對其生產質量提升、速度加快都起到了積極影響。將其運用于汽車工程中，也同樣取得了不錯的成果。為工程師在汽車設計維修方面，都提供了新思路，加快了汽車行業的發展速度。

參考文獻：

[1]陳健.機械設計在車輛工程發展中的應用分析[J].農家參謀，2019（23）：151.

[2]李光明，袁文華，伏軍等.新工科背景下車輛工程專業培養方案改革探索[J].南方農機，2019，50（10）：11+57.

[3]成功，王志昊，甘佩艷等.機械設計在車輛工程發展中的應用分析[J].內燃機與配件，2019（05）：232-233.

[4]代翊政.淺析機械設計在車輛工程發展中的應用[J].科技資訊，2018，16（16）：78+80.

[5]陳剛，武蕾，吳龍等.應用型車輛工程專業“1139”人才培養模式研究與探討[J].寧德師范學院學報（自然科學版），2017，29（02）：208212.