新型機械設計理論在汽車工程中的運用研究

摘要：近年來，社會的快速發展，也帶來其他各行各業的發展，機械技術行業也迎來了新的發展機遇。在這一背景下，帶動了我國汽車制造業的快速發展，并推動其向國際標準靠攏。但同時，社會各行各業中的競爭也日趨激烈，這就要求現有的市場經濟體制不斷改革完善，更好地適應出現的新問題及新情況。就目前來看，社會需求對汽車制造業的要求越來越高，而首要表現的就是在機械產品要求上，如性能、質量、外觀等。因此，我國必須要充分提高汽車制造業的生產水平及性能質量，且需要充分考慮環保要求，全面提升汽車制造業的質量水平。這就要求在推動經濟發展的同時，還應研究更科學先進的技術，從而保證汽車制造更加符合社會需求。本文充分考慮現有的實際情況，對新型機械設計理論進行了研究，并探討了將其運用在汽車工程中的效果。

關鍵詞：新型機械設計理論;汽車工程;運用

0 ?引言

從整個人類的發展歷史來看，推動人類社會進步的根本因素是經濟的發展以及科技的進步。科技的發展最大程度的改變了人類的生產及生活方式，如人們出行方式的改變。如今，汽車已經成為社會上十分普遍的交通工具，它的制造水平如何也從某種程度上反映出制造業的發展情況。從另一個層面來看，機械設備的發展也使得社會生產力獲得新的進步，現今人們的生活水平提高，也使得機械設計應用有了更廣闊的需求[1]。而汽車行業的發展也使得新型機械設計理論在汽車工程中的應用研究有了立足之本。

1 ?新型機械設計理論研究意義及方向

從我國汽車制造業發展歷史來看，機械是其中一個重要部分。而在人類社會的發展歷史中，機械化生產也是其中重要一環。現今人類社會的經濟發展呈現著穩步上升的趨勢，而在這一背景下，社會對機械設備的需求量也在逐步上升。而機械設計的不斷進步，解放了人們，使得其從原有繁重的工作及出行方式中解脫[2]。而進入21世紀后，機械設計理論也發生了較大的改變。

1.1 新型機械設計理論研究意義

從個人角度來看，汽車設計中應用的機械設計制造理論的合理應用可以為其帶來相應的經濟收益，因此拉動更多的制造廠投入資金、時間、精力，研制出更為科學先進的設計，在滿足人類生活出行需要的同時，也期待獲得更大的效益。就目前來看，社會發展的內生因素主要是科技的推動，因此從某種程度來看，汽車制造廠的機械設計也可以對社會經濟生產發展產生拉動作用。可以說，兩者是互相拉動互相促進的作用。想要機械設計對接下來的經濟發展還將產生積極作用，就需要保證機械設計可以與時代要求相呼應，與人類需求相符合。因此，設計人員需要結合新型設計理論，研究出更符合經濟發展以及人們需要的產品，只有這樣才能滿足經濟效益與實用性質雙重要求[3]。

1.2 新型機械設計理論發展方向

就目前來看，現今市場是呈現多元化趨勢，制造業市場也不例外，加上社會發展對機械產品的要求越來越高，也越來越全面，造成機械設計理論必須努力迎合市場的需要，因此出現一系列重大的變化。簡單說，我國新型機械設計理論都是要符合實際的需求，要保證依據理論設計出來的產品在社會上有需求，要符合智能化、多樣性、效率高等特點。因此可以說，我國現今開展的機械設計工作已經不是傳統意義上生產一個零部件那么簡單了，而是要多方考慮，充分滿足社會大眾需要，通過滿足大眾需要，拉動經濟獲得進一步發展。另外，在設計外觀、設計時間以及使用壽命上也有了更高的要求[4]。

2 ?新型機械設計工作的現狀

在我國制造業的生產過程中，機械是其中十分重要的一環，也是不可或缺的部分，尤其是一些在人類生產生活中起到關鍵作用的一些機械化生產工作，在社會發展中有著更為重要的作用。隨著社會的不斷進步以及科技技術的進一步發展，機械設備也獲得新的發展，機械設備不斷豐富，從而將人類從以往繁重或危險工作中解放出來。就目前來看，雖然在我國經濟不斷發展的基礎上，機械設計及理論相較于以往都有了長足進步，但其中還存在一些明顯問題，阻礙機械設計工作的進一步發展。這就要求從事機械設計工作的人員充分深入研究，開展科學試驗，討論實際問題，從而推動問題的有效解決。以往，我國制造業的工業增加值已經經過不斷的發展躍居世界第二，因此我國不論從哪個角度來看都可以算作是世界制造業大國。但是世界第二并不意味著我國已經走上了制造業強國之路。制造業大國與制造業強國是量和質的本質差異[5]。我國目前的機械設備及其產品還沒有擁有完全的自主知識產權，產品制造質量以及設計水平與發達國家相比也還有很大的差距。另外，在機械產品功能上也是缺乏嚴重創新。從我國建國以來到現今，經過幾十年的發展，我國機械設計水平已經有了很大進步，但與美日德一些制造強國相比較，還處于落后地位。這種長期的落后也說明了我國機械設計理論方法及技術缺乏自主創新，也預示著我國加緊開展機械設計理論研究，創新機械設計工作的重要性。因此，種種因素重重加碼要求我們必須要進一步加深機械設計理論研究，創新機械設計工作，進一步提升機械設計理論水平與設計水平，從而將新型設計理論完美地應用在制造業中，才能推動我國制造業獲得新的發展[6]。

3 ?新型機械設計理論在汽車工程中的應用研究

隨著工業革命的發展及深入，人類在發展過程中出現了第一輛汽車。而隨著工業化進程的加快及汽車工業的進一步發展，汽車已經成為改變人們生活方式及出行方式的重要工具。汽車帶來的便捷性使得人們的生活質量得到顯著提高，也使得人類文明發展踏入一個新的臺階。但盡管經過幾十年的發展，我國汽車產業已經獲得很大的發展，但應用現今的科學技術投入汽車產業中還存在一定局限性。新型機械設計理論的出現以及其基本原理在汽車工程中的有效應用可以對我國汽車產業的進一步發展起到有效推動。下面分析一下新型機械設計理論在汽車工程中的應用情況：

3.1 噪聲和振動上的應用

汽車現今已經成為人類出行、經濟發展的重要一環。因此，汽車各項零部件是否能有效發揮作用，是保證人們出行安全的重要因素，也對人們出行交通安全產生重要影響。如果汽車中的零部件出現問題或事其他組成設備出現問題，勢必將會影響到汽車的行駛安全。汽車無法安全行駛，甚至出現故障，故障性振動就是其中一個重要問題[7]。在汽車處于工作條件下時，乘客會感受到噪聲及振動情況，而這些都是對汽車質量進行判斷的一個重要指標。這項指標將會對汽車舒適性評價產生影響，對汽車產品的形象產生直接影響。而要想減少對汽車噪聲及振動的不利評價，就需要避免輸入載合頻率與結構模態頻率接近，這時可以充分利用頻率分布表完成工作。這樣一來不僅使得振動頻率分配更好開展，也可以對振動過程中產生的耦合情況及時消除，對產品的振動特性改善也有著積極作用。利用NVH分析不僅可以得到新車型研發的性能指標，還能對設計及制造環節中的問題有效完善。這種分析方法不僅在設計成本上有著積極作用，在開發周期上也很好地保障了新設計車型。

3.2 汽車結構強度及模態分析、結構優化上的應用

現今世界經濟總體呈現向上發展的趨勢，在這一背景下，對現代汽車結構、性能及行駛技術也有了更高的要求，它要求現代汽車滿足節能、舒適、安全、降低排放等要求。而在這一要求下，車身輕量化發展成為主要趨勢，車身輕量化要求對汽車框架及結構進行優化，在車身制造上要求采用高強度低密度材料，可以使用的材料有高強度板料等。而車身作為汽車的主體構成，它本身必須有著足夠的強度，從而對整個汽車的使用壽命進行保證，車身有著足夠剛度也可以是的汽車裝備及使用符合要求[8]。在機械創新設計以及檢測技術的使用過程中，機械有限元分析方法可以對車身的使用要求有效滿足，主要應用在兩方面：一是在汽車設計中分析汽車的結構件、主要機械零件所具有的強度、穩定性以及剛度要求。二是在汽車結構分析中充分利用有限元法對汽車各構件開展模態分析。同時利用計算機可以對汽車各構件所產生的振動模態充分清晰觀察，這就讓結構動態設計工作更為方便。因此，有限元分析法在汽車結構應用過程中起著有益作用，可以使得車身設計水平大幅度提高。

4 ?結語

隨著社會各項條件的不斷發展，汽車業也獲得長足進步。而在汽車設計與制造過程中，需要充分與工程技術結合，機械設計工作的基本原理以及基本設計理論在制造業中有效應用其前景是十分廣闊的，尤其在汽車工程中應用，所產生的效果是十分明顯的。它不僅可以使得汽車工程技術獲得進一步發展，還使得汽車工程及設計工作的具體應用得到推動，對汽車工程在新的經濟條件下的發展起著積極作用，也有效推動社會發展。在實際生產中，需要充分考慮到汽車零件可能產生的磨損以及汽車變速器、減速裝置的設計，這些都需要在新型機械設計理論中加以改進的。通過新型機械設計理論的完善發展，推動機械設計工作的進一步發展，從而對汽車工程的進一步發展也有著積極作用。

參考文獻：

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[7]曾敏.汽車起重機快速可靠設計的研究[D].重慶：重慶大學，2012.

[8]黃國全.基于并聯機構的多維減振座椅設計[D].江蘇：江蘇大學，2012. DOI：10.7666/d.y2092706.

作者簡介：景大鵬（1992-），男，滿族，遼寧本溪人，中共黨員，本科，研究方向為數字化制造技術。