新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程方向的應(yīng)用研究

孔卓實(shí) 楊秀奇

摘要：隨著市場需求的多元化與產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，我國現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論方法的發(fā)展也在不斷的發(fā)生變化。市場對機(jī)械產(chǎn)品的原材料、質(zhì)量、性能、價(jià)格、外觀設(shè)計(jì)等方面都提出了更豐富的高標(biāo)準(zhǔn)需求，因此不斷提升制造業(yè)的生產(chǎn)水平，加快社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步，機(jī)械是必不可少的條件，那么深入研究現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論方法和應(yīng)用越來越重要。本文對新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程方面的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);新型理論;汽車工程;研究應(yīng)用

機(jī)械是我國制造產(chǎn)業(yè)不可或缺的部分，特別是應(yīng)用在人類生產(chǎn)生活中的一些十分關(guān)鍵的機(jī)械化生產(chǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，機(jī)械設(shè)備也在不斷豐富和發(fā)展，把人類從繁重或危險(xiǎn)的勞作中解救出來。目前，雖然我國在機(jī)械設(shè)計(jì)和理論上都有很大的進(jìn)步，可是對于少數(shù)問題的解決還存在著很大的不足，這就要求機(jī)械設(shè)計(jì)研究者進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)并對實(shí)際問題展開深度研究。

1新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的發(fā)展意義

機(jī)械設(shè)計(jì)需要體現(xiàn)對生產(chǎn)力的提高作用，體現(xiàn)在新的經(jīng)濟(jì)條件下新的生產(chǎn)形式或表現(xiàn)。因此，新型機(jī)械的設(shè)計(jì)需要社會(huì)的需求和個(gè)人利益兩方面的動(dòng)力。但并非每一項(xiàng)新型機(jī)械的設(shè)計(jì)都能滿足社會(huì)的發(fā)展需求和個(gè)人的利益要求。因此，如何設(shè)計(jì)出既符合時(shí)代要求，體現(xiàn)時(shí)代特征，又能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的機(jī)械是每一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)者都要思考和著重解決的問題，也是實(shí)現(xiàn)個(gè)人利益的決定因素。

2機(jī)械設(shè)計(jì)理論的發(fā)展方向

近年來，我國制造業(yè)開始逐漸向國際化水準(zhǔn)靠攏，隨之而來的市場競爭也日趨激烈，使得新形勢下市場環(huán)境將迎接新的機(jī)遇和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。總而言之，我國現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論理念和方法未來需要在這些方向上貫徹執(zhí)行：第一，在功能上要實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、智能化;在外觀操控上要實(shí)現(xiàn)輕量型、多便捷性;在層次上重點(diǎn)發(fā)展集成化。

具體來說，我國現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論方法的發(fā)展對象由單機(jī)走向了系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的根本訴求由一個(gè)個(gè)小目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)不斷走向眾多大目標(biāo)的達(dá)成，進(jìn)而減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)間;設(shè)計(jì)應(yīng)用的領(lǐng)域也由單一化延伸到更多領(lǐng)域;產(chǎn)品設(shè)計(jì)由自由發(fā)展走向了有條不紊地發(fā)展;設(shè)計(jì)工作的人員從一個(gè)人走向了團(tuán)隊(duì)化。

3機(jī)械設(shè)計(jì)理論應(yīng)用于汽車工程上的意義

汽車工業(yè)的發(fā)展也是一個(gè)國家制造業(yè)前進(jìn)的有力代表，并直接影響該國家制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。在一定意義上講，汽車工業(yè)不僅是最廣泛的一種工業(yè)，還是最新技術(shù)的最大載體。舉個(gè)例子，有些航空、航天領(lǐng)域的高新技術(shù)只有通過汽車工程工業(yè)才能夠更好的轉(zhuǎn)化形成規(guī)模型的產(chǎn)業(yè)，這就說明新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論及基本原理在汽車工程、工業(yè)上有著很大的促進(jìn)作用。隨著社會(huì)發(fā)展，對于汽車工程技術(shù)的研究有著越來越高的標(biāo)準(zhǔn)，這也迫切需要研究工作將機(jī)械設(shè)計(jì)理論揉入汽車工業(yè)，推動(dòng)汽車工業(yè)的發(fā)展。

在實(shí)際生活當(dāng)中，對于汽車工程的研究歸根結(jié)底是技術(shù)方面上的研究，技術(shù)研究又離不開實(shí)際操作方向上的研究，這些實(shí)際操作上的研究與機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論有著密不可分的關(guān)系，甚至有些實(shí)際操作有著很強(qiáng)的密切性。比如汽車的噪聲、振動(dòng)等研究，同時(shí)這些實(shí)際操作對于這些問題的解決有著很好的作用效果。

4新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程上的應(yīng)用

4.1?在汽車工程噪聲和振動(dòng)上的應(yīng)用

汽車是企業(yè)生產(chǎn)、人們生活和商業(yè)運(yùn)行各方各面必不可少的交通工具。汽車各個(gè)零部件是否能高效、安全運(yùn)轉(zhuǎn)，是否能夠促進(jìn)運(yùn)輸?shù)母咝О踩M(jìn)行，關(guān)乎人門的衣食住行和交通安全。如果汽車零部件或者其他重要設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，那么就勢必會(huì)對汽車的安全造成影響從而給人們出行帶來威脅。汽車無法正常行駛，甚至?xí)a(chǎn)生故障，故障性振動(dòng)就是其中一大問題。

車輛工作條件下乘客感受到的噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度，是判斷汽車質(zhì)量的一個(gè)綜合性指標(biāo)。這項(xiàng)指標(biāo)分析是評價(jià)汽車舒適性的又一項(xiàng)十分重要的指標(biāo)，直接關(guān)系到了汽車產(chǎn)品的市場形象。減少以上現(xiàn)象的最簡單的辦法就是避免輸入載荷頻率和結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率接近，可以利用頻率分布表完成這一工作，不僅有助于對振動(dòng)頻率進(jìn)行匹配，用于消除振動(dòng)過程中出現(xiàn)的耦合現(xiàn)象，還有利于改善產(chǎn)品的振動(dòng)特性，從而可以大大降低汽車的噪聲及振動(dòng)。利用NVH分析可以預(yù)先得到新開發(fā)車型性能指標(biāo)，還能對設(shè)計(jì)以及制造等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行更好的優(yōu)化和完善。該分析不管從設(shè)計(jì)成本上，還是從開發(fā)周期上，都為設(shè)計(jì)新型車型提供了很好的保障。

4.2?在汽車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的應(yīng)用

在世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)全面發(fā)展的趨勢下，節(jié)能、舒適、降低排放和提高安全性已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)、性能和技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵研發(fā)方向。車身輕量化發(fā)展主要優(yōu)化汽車框架和結(jié)構(gòu)、車身制造上采用高強(qiáng)度低密度材料，如高強(qiáng)度和汽車高強(qiáng)度板料兩個(gè)方向。車身是車的主要組成，車身必須有很好的強(qiáng)度從而保證車的壽命，以足夠的剛度來保證車的裝備與使用要求。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與檢測技術(shù)中，機(jī)械有限元分析的方法能夠有效地滿足上述車身的設(shè)計(jì)，其主要應(yīng)用體現(xiàn)在兩方面：一方面是在汽車設(shè)計(jì)中對結(jié)構(gòu)件、主要機(jī)械零件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行分析：另一方面是在汽車結(jié)構(gòu)分析中通常采用有限元法來進(jìn)行各構(gòu)件的模態(tài)分析，同時(shí)在計(jì)算機(jī)上可以清晰地觀看各構(gòu)件的振動(dòng)模態(tài)，這就為結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供了方便。因此說有限元分析的方法在汽車結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用提高了車身設(shè)計(jì)水平。

5結(jié)語

機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原理以及設(shè)計(jì)理論在制造等產(chǎn)業(yè)有著很好的應(yīng)用前景，特別是在汽車工程方面，絕對發(fā)揮著良好的效果，不僅對汽車工程技術(shù)和實(shí)際操作上的研究有貢獻(xiàn)，還對汽車工程、設(shè)計(jì)上的具體應(yīng)用起到推動(dòng)作用，對于汽車工程的發(fā)展有著積極效果，對社會(huì)發(fā)展也有著深刻的促進(jìn)意義。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：佛吉亞（中國）投資有限公司1

中華聯(lián)合財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)股份有限公司遼寧分公司2）