新型機械設計理論在汽車工程方向的研究與應用

張夢

【摘? 要】隨著現代工業改革的逐步深化，我國的機械設計理論基礎也取得了諸多顯著的發展成效。特別是作為工業、農業及相關服務業的輔助配套功能來說，機械設計理論的應用范圍也在不斷擴大。論文結合主要應用需求和應用方向，針對機械設計理論在汽車工程領域的研發要點展開探討。同時希望通過這些機械設計要點和思路為機械設計技術人員和汽車工程從業者提供參考。

【Abstract】With the gradual deepening of modern industrial reform， the theoretical basis of mechanical design in China has also made a lot of remarkable achievements. Especially as an auxiliary supporting function of industry， agriculture and related service industries， the application scope of mechanical design theory is also expanding. Based on the main application requirements and application direction， this paper discusses the research and development points of mechanical design theory in the field of automotive engineering. At the same time， it is hoped that this can provide references for mechanical design technicians and automobile engineering practitioners through these key points and ideas of mechanical design.

【關鍵詞】機械設計;汽車工程;NVH分析;應用方案

【Keywords】mechanical design; automotive engineering; NVH analysis; application scheme

【中圖分類號】U462? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）06-0174-02

1 引言

自改革開放以來，我國的現代工業水平實現了飛速發展。而作為工業領域的核心內容之一，機械工程中的機械設計原理及應用在整個機械科學體系中擁有至關重要的作用。由其搭建的基礎理論體系和上層應用架構為復雜機械的應用方法創新與發展奠定了基礎。由于機械設計理論的體系較為繁雜，與其關聯的機械結構及零部件等理論研究與實踐都會直接影響到機械裝置的實際應用效果。作為我國工業、農業以及服務業的重要服務支持對象，機械設計理論的應用和產品化已具有較長的歷史，并且已經實現了廣泛普及。然而對其理論方面的研究仍會受到現實需求的影響。從工業技術的常規發展路徑來看，只有出現新的機械裝置應用需求時才能推動機械設計理論的創新和發展。

2 新型機械系統設計理論的應用范圍與基本特征

經歷了較長時間的發展和應用積累，我國的機械設計理論在產品轉化和工業生產場景中的應用已積累了相當豐富的經驗。從總體來看，機械設計領域的研究方向主要可歸納為以下幾個方面，包含現代設計理論與方法，機械創新設計與方法，機械系統動態設計與仿真，傳動新型理論設計，機器人機構與控制仿真，基于機械創新的設計與檢測技術等幾個大類。而從機械設計理論與汽車工程的關聯性來看，應用最為廣泛同時也是適配度最高的主要有兩個方面，分別是汽車工程技術與汽車工程中的實際操作。考慮到汽車工業本是一個國家重點推進的制造業基礎代表，其綜合產能與產品的品質也彰顯著國家制造業的整體水平。從這一角度來看，汽車工業不僅是泛泛理解的工業體系組成元素之一，也構成了現代工業技術的核心載體。目前的汽車工業理論基本原理與汽車工程工業緊密相關，在實際應用中二者的契合度也較為理想。汽車工程創新與轉型都離不開汽車工程技術的支持，對于相應的工業操作和生產流程也有著較高要求。而在實際操作過程中，與機械設計同步創新的還包含理論層面的機械技術原理。有些時候還會關系到工藝理論的實際操作，這些內容都要依賴于機械設計理論而實現工藝進步。

3 新型機械設計理論在汽車工程方向的應用

3.1 汽車工程噪音與振動控制方向的應用

伴隨著人們生活水平的持續改善與提高，消費者對于汽車類消費品的使用舒適性需求正在大幅增長。而汽車在行駛過程中的噪音和振動控制會直接影響其使用感受和市場反饋。在汽車制造行業中衡量此類舒適性的客觀評價標準指標為NVH分析結果。NVH即為由Noise（噪聲）、Vibration（振動）和Harshness（聲振粗糙度）三種關乎汽車噪音與振動的誘導因素構成的機械理論，這項分析的數值能夠直觀地反映出汽車產品使用的市場反饋情況。NVH的主要測量方式和數據來源是空氣傳播產生的噪音及發動機機架震動產生的噪音二者的綜合結果。通過這種新型機械設計理論，NVH能夠改善現有發動機結構件的振動頻率匹配狀況，并大幅度消除震動過程中產生的耦合現象。此外，NVH分析還能極大程度地改善和提升產品的抗震動特性，讓汽車發動機在運轉過程中盡可能地降低其噪聲和振動，以此創造良好的駕駛和使用體驗。通過NVH新型機械理論的應用能夠為靜音車型的開發和設計提供最直接的性能指標。相關技術人員可以結合NVH的設計要求，對零部件的生產和組裝等各個環節進行精細化管理并對各生產環節的銜接和組裝工藝的優化實施工藝升級。從設計開發成本及實施周期等角度考慮，NVH分析均能夠為新款車型的設計和測試模型搭建帶來直接的靜音效果保障。