创新设计在机械结构设计中的应用分析
摘 要:随着市场经济的发展, 使人们的生活水平有了快速提高, 对生活品质也有了更高的要求。因此, 使社会认识到了创新的重要性, 能满足人们的多元化需求。尤其是在机械结构设计中, 采用创新设计的方式, 有利于提高机械的质量和性能, 从而推动机械制造业快速发展, 不断提高我国的经济实力, 实现其应有的价值。
创新是行业发展的灵魂, 是实现企业竞争力的源泉, 有利于企业获得更大的上升空间, 以满足社会的发展需求。现阶段, 市场需求开始呈多元化趋势, 传统的设计理念使企业的发展受到了限制, 无法发挥其实际作用。对此, 应强化创新设计理念, 对机械结构进行优化, 从而实现最优设计效果。
现阶段, 我国社会经济发展较快, 人们的思想意识发生了转变, 开始向多元化方向发展, 要求机械结构满足多元化的发展需求, 使其具备良好的功能和性能, 以保障工作效率。在此背景下, 传统设计理念的劣势尤为凸显, 其结构单一、应用范围有限, 使其行业价值受到了影响。对此, 要求设计人员提高创新意识, 采用新材料、新工艺、新结构等设计方式, 以打破常规设计理念的限制, 对机械结构的本质进行创新, 从而提高机械制造领域的生命力, 保证其安全、稳定的发展。
变元法这一理念最早由德国提出并使用的, 对创新机械结构设计有十分重要的意义。在采用这种设计理念时, 需要对产品的结构设计理念进行分析, 合理确定机械结构的特点和要求, 并根据实际情况来创新设计, 能有效保障机械结构的质量, 从而实现变元法的设计效果。现阶段, 变元法主要是对机械结构的材料、尺寸、位置、形状等其各方面进行创新, 能保障结构设计效果。
2.1 材料设计。
当进行机械结构设计时, 需要合理确定设计材料, 每种材料的性质、特点等不同, 在进行设计与施工时, 会产生不同的效果。因此, 应根据材料的实际情况来优化结构设计, 从而保障设计质量。例如, 当机械结构的主体设计材料为钢材时, 应充分发挥钢材的优势, 使其结构具备良好的硬度和强度。对此, 可采用增加钢结构截面尺寸的方法, 能有效提高其性能。相比于钢材来说, 铸铁材料的硬度和强度要差一些, 传统的设计理念使其性能受到了影响, 无法保障产品的质量和使用寿命。而在铸铁上增加隔板或强筋, 也能有效提高机械结构的性能。这种变元法, 可对材料结构中的变量进行设计, 从而保障设计效果[1]。
2.2 数量设计。
在对机械结构进行设计时, 需要对其内部元素的数量进行调整, 使其满足不同行业的需要。通常情况下, 在进行创新设计时, 只需要改变结构内部元素的数量即可, 能有效改变结构的性能, 实现其设计价值。虽然这种设计方法比较简单, 但能有效保障设计效果。例如, 在进行螺丝设计时, 传统的设计方式为垫片、螺杆、螺帽等, 其零件数量比较多, 给机械结构的安装及拆卸工作带来了很大的难度。对此, 在进行创新设计时, 可将其设计成多功能一体化螺丝, 以降低零件的使用数量, 从而保障工作效率。
2.3 形状设计。
形状是机械结构设计中的重点内容, 通过改变机械结构的表面形状或整体形状, 能改变各个零件的规格, 从而优化机械结构的性能。例如, 在对弹簧进行设计时, 需要利用其弹力来压紧零件。而采用创新设计理论, 不仅可以选择弹簧的的种类, 还可对压紧零件的形状进行改变, 比如, 有平面、球面等, 以满足结构设计的实际需求。但在设计时还需要注意弹簧与零件之间的距离, 合理控制压紧力, 防止影响结构质量。
2.4 位置设计。
当对机械结构进行创新设计时, 可通过改变零件的位置来调整结构的性能, 从而实现其创新效果。通常情况下, 当设计焊接缝的位置时, 一般可将其布置在中轴线及其附近, 能避免机械结构发生形变等问题, 能有效保障结构的安全性与稳定性, 从而推动企业快速发展。
2.5 工艺设计。
工艺设计是机械结构设计的核心环节, 对保证机械质量有十分重要的意义。由于每个机械结构的性质需求不同, 在进行设计时需要进行相应的改变, 以发挥其实际价值。因此, 在实际工作中, 要求设计人员正确分析各个机械结构的工艺需求, 对其内部零件的构成进行研究, 从而不断提高图纸设计水平。同时, 还需要在图纸中明确标明各个零件的施工方法及参数信息, 避免理论效果与实际效果存在较大的差距。另外, 还需要对影响机械结构质量、成本等因素划分出来, 并做好解决预案, 能有效提高机械结构的设计质量[2]。
现阶段, 在科学技术的发展下, 我国的工业化进程不断加快, 但与发达国家相比, 还存在一定的差距。在此背景下, 会使我国机械制造业缺少国际竞争力, 使其行业发展受到了影响。在新时期下, 市场越来越看重创新的优势性和重要性, 能有效提高社会生产力, 实现其经济效益。同时, 创新机械结构设计有利于优化设计质量, 使其向多功能一体化方向发展, 能有效提高资源利用率, 实现其社会效益。另外, 创新设计理念的发展, 使各企业看到了自身的发展机遇与挑战, 有利于创造和谐的竞争环境, 推动企业快速发展, 实现其市场竞争力。
当对机械结构进行创新设计时, 应注意几个问题, 一是, 优化设计方案。当进行设计工作时, 需要采用科学的方法来进行评价, 有利于保证机械结构的质量。同时, 还应从经济效益和社会效益两个指标来进行考虑, 对重点结构部分建立模型, 并通过数据进行对比和分析, 不断优化设计方案, 以提高设计质量。二是, 加强防腐设计。防腐设计是比较重要的内容, 对机械结构的质量和使用寿命会造成严重的影响。因此, 在进行设计时, 应对内部构件、焊接缝隙、构件表面等进行防腐设计, 从而保障设计效果。
4 结语。
目前, 传统的设计理念存在很多的限制性问题, 已不符合现代社会的发展需求。因此, 要求机械结构设计人员创新设计理念, 优化设计方式, 以提高机械结构的设计质量, 实现其应有的效益。
参考文献。
[1]高翔.论计算机辅助技术与机械设计制造相结合相关研究[J].科技展望, 2016, 26 (30) :4.