浅谈机械设计中的现代设计的应用

摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，设计水平的高低直接关系到产品的质量性能、研制周期和经济效益等。随着科技的不断进步与发展，现代设计技术也不断与机械设计技术相结合，设计新手段、新方法、新技术不断地涌现。广大工程技术人员应不断更新设计思维，采用现代设计技术，真正提高产品的设计水平和市场竞争力。

关键词：机械设计；现代设计；技术

引言

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将这转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能最主要的因素。设计工作的质量水平，直接关系到机械产品的质量性能、研制周期和技术经济效益

1.现代机械设计与传统设计特点比较

1.1传统机械设计思维比较被动，现代机械设计具有较强的主动性

传统设计依靠灵感和经验，思维往往比较被动。而随着现代技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈，人们必须不断的提出新的、大胆的开发目标和设想，并运用现有的最新科学技术创造出全新的产品。传统依靠经验的设计已经不能适应这一需求。现代设计在进行研究创造设计思维本身的规律时，运用灵感、方案、优化设计产生的内在逻辑，并由此产生了创造学、价值工程、设计方法学等理论。

1.2传统设计注重机械本身预定功能的实现

现代机械设计要求把对象置身于大系统中，并对系统作出设计，将预定的功能在人—机—环境之间进行合理分配。充分考虑到人的生理和心理因素，力求在人际之间做出最佳设计。此外，现代设计还考虑到机械从原料图区、加工装配、投入使用至报废回收等全部生命周期中各个阶段与环境的关系，以减少对自然环境的伤害并保证生态平衡。

1.3现代机械设计强化了传统机械设计对强度准则的要求

有限单元法和断裂力学等领域的研究成果在现代机械设计中的应用，强化了设计者强度设计的能力，现代设计的准则也因此拓宽到产品设计的更多领域。现代消费者对产品的需求从实用需求上升到物质与精神享受并重的层次，对现代机械设计提出了艺术和美学方面的要求。

1.4传统设计历时长、耗费大，现代机械设计周期短，耗费低

传统机械设计一般先根据目标和任务做出第一个方案并造出样机，然后对样机评定、考核，进行修改，形成第二套方案，如此反复，到满意为止，设计过程周期长、耗费高。现代设计根据各种给定的条件，运用优化设计的原理和方法，借助计算机求取最佳设计参数和设计方案。在现代设计中，优化意识还延伸到产品的总体方案论证，产品结构和工艺设计各个方面，并产生了遗传算法、模糊算法等许多新的理论方法。

1.5传统设计受思维进度的约束，现代机械设计利用计算机改变了这一缺陷

在传统的设计中，从概念设计、技术设计到编制工艺、计算工时成本，有许多部门用串行工作方法参与，需要一个漫长的过程，而现代的并行设计技术，使人们在作出一个方案的设计时，通过计算机网络同时获得后续过程相关信息，使设计者有可能及时修改方案，寻求一个全面、综合的优化方案。

2. 机械设计中现代设计技术的应用

2.1 MSD（机械优势设计）

机械优势设计（Mechanical Superiority Design，简称MSD）的关注焦点在于市场的需求，而不是以单纯的创新和个人的兴趣作为设计的出发点。以市场为导向的核心设计理念然让MSD（机械优势设计）具备了更好地适应市场经济环境的能力，主要表现为它能够通过分析和预测机械产品的技术方向，找准自己的市场定位，明确设计的技术方向，协调技术和市场之间的关系；同时，也能够更快的吸收相关的先进的设计技术，并将其应用到机械设计方案当中去。总体来看，MSD（机械优势设计）所采取的一切措施和策略均是为了增强机械设计产品的市场竞争能力。

2.2 MCD（机械创新设计）

机械创新设计（Mechanical Creative Design，简称MCD）的关注焦点在于充分发动设计人员的智慧和创新思维能力，进而设计出来新型的机械功能、机械结构或者机械产品。MCD（机械创新设计）非常强调设计人员在机械设计过程中的灵魂作用和主导作用。因此，在机械设计的过程中，设计人员要充分动用各种创新思维模式（例如，发散思维模式、头脑风暴等）。但是在机械设计中设计人员很难向艺术家构思艺术作品那样做到“天马行空”，因为机械结构选型的多解性和复杂性将创造性思维限制在一定的范围内。但是智能专家系统和各种计算机辅助设计系统在机械设计中的应用，让设计人员能够有更多的精力去运用创造性思维，把繁琐的计算和设计求解交给智能专家系统去完成。

2.3 MFD（机械模糊设计）

机械模糊设计（Mechanical Fuzzy Design，简称MFD）的关注焦点在于模糊数学知识在机械设计过程中的充分、灵活、深入地运用。复杂化是当前机械设计的重要趋势之一，复杂化的机械设计必然导致设计中各种变量关系的复杂化。但是过于复杂的机械设计方案，想要对其进行精确的描述则具有极大的困难或者需要花费极大的精力。但是如果将机械设计方案的精确描述改为“承载能力较强”或者“使用寿命较长”等类似的模糊描述，实质上出现了设计中的“模糊现象”。

2.4 MGD（机械绿色设计）

机械绿色设计（Mechanical Green Design，简称MGD）的关注焦点在于提高产品的“绿色程度”，即在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命和质量等[3]。绿色设计通常也称为生态设计、环境设计、环境意识设计等。在传统产品设计过程中，设计人员主要按照产品性能、质量和成本要求等指标进行设计，设计过程中对产品的维护性、拆卸性、回收性、淘汰废弃产品的处理及对生态环境的影响等考虑较少[4]。这样制造出来的产品，在其使用寿命结束后，由于缺乏必要的拆卸和回收性能，回收利用率低，其中的有害物质对生态环境造成了严重污染，影响生活质量和生态环境，造成资源的大量浪费。

3.结束语

在机械工程中，机械设计时非常关键和重要的部分，它直接决定了机械的真实性能水平；在进行机械设计的过程中，设计人员利用现代设计技术提供的新技术和新方法可以提升机械设计水平，增强研发能力。

参考文献：

[1]张海筹. 基于IT技术的现代机械设计方法[J].机械设计与制造，2005，（05）：147-148.

[2]胡晓波，张焕. 现代设计技术的发展现状与趋势[J].机械研究与应用，2005，（04）：158-159.

[3]胡玲凤.现代设计技术在机械设计中的应用分析[J].农机化研究，2005，（06）：145-148.

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