汽車工程方向新型機械設計理論應用
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摘要：國內(nèi)制造業(yè)迅速想著國際水平靠攏，而同時到來的還有日益激烈的市場競爭，新時期的市場環(huán)境中，蘊含著諸多的新挑戰(zhàn)以及新機遇，當下市場在機械制造方面，對產(chǎn)品制造、材料以及價格等，都是提出非常高的標準以及要求，因此要提升機械產(chǎn)品的生產(chǎn)水平，用高標準的產(chǎn)品質(zhì)量，在市場中占據(jù)更多的份額。另外是不斷滿足國際市場的環(huán)保需求以及變化需求，這是國內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的重要壯舉，需要提升國內(nèi)制造業(yè)的整體生產(chǎn)力，促進社會經(jīng)濟的整體發(fā)展，而達到這些目標，機械是不可缺少的基礎條件。
引言
人類社會的發(fā)展，就是經(jīng)濟進步以及科技進步，不斷推動人類的發(fā)展，技術(shù)不斷改變?nèi)藗兩畹姆绞剑哺淖冎鲂邪l(fā)展，如今在社會上汽車是十分普遍的一種代步工具，另外機械設備的不斷更新，讓社會生產(chǎn)力逐漸進步，當下人們的生活質(zhì)量提升，機械設計也是隨之進步，新型機械設計開始受到人們的重視，在汽車工程中，對新型機械設計展開應用，可以提升產(chǎn)品的精度以及智能化，滿足人們以及社會的需求，促進汽車工業(yè)的進步以及提升。
1新型機械設計的現(xiàn)狀
在制造產(chǎn)業(yè)中，機械是非常關(guān)鍵的部分，尤其是在人們生活中一些十分重要的生產(chǎn)領(lǐng)域，機械設計占據(jù)著非常關(guān)鍵的地位。現(xiàn)如今技術(shù)以及科技的進步是十分迅速的[1]。各類的機械設備也是在不斷得到更新，將人們從以往的危險以及復雜勞動中解放，讓生產(chǎn)的效率實現(xiàn)顯著提升。現(xiàn)階段國內(nèi)新型機械設計方面的發(fā)展取得了非常明顯的進步，但是一些問題的解決依舊是有著諸多的進步空間，很多的關(guān)鍵性問題是需要解決的，那么在新型機械設計的相關(guān)研究中，就需要進行不斷試驗，對一些機械設計的現(xiàn)實問題加強研究以及探索。我國的制造業(yè)發(fā)展是十分迅速的，工業(yè)增加值處于世界上非常靠前的位置，這證明在制造業(yè)方面，我國可以說是制造大國，但距離制造強國還是有著一定的距離，二者是數(shù)量以及質(zhì)量的區(qū)別。國內(nèi)的機械設備以及各類產(chǎn)品，自主知識產(chǎn)權(quán)還是不夠強大[2]。產(chǎn)品設計以及制造的整體水平，與一些制造業(yè)發(fā)達的國家是存在顯著差距的，另外是產(chǎn)品的功能方面，還是有諸多的問題，創(chuàng)新性有所不足。新中國成立后，國內(nèi)的機械設計一直都在發(fā)展，機械設計的整體水平在不斷進步，但是與美國、日本以及德國這些工業(yè)強國相比，還是有著極大的差距，處于比較落后的地位，在長期的落后中，機械設計的理論、技術(shù)以及方法，主要的問題是創(chuàng)新性不足，另外是國內(nèi)機械現(xiàn)代設計成為需要提升的重要方面，也是我國工業(yè)化發(fā)展的迫切需求。因此需要在新型機械設計方面不斷加強探索以及研究，將現(xiàn)代化理論與機械制造結(jié)合，提升國內(nèi)制造業(yè)的整體水平。
2新型機械設計的發(fā)展意義
2.1個人利益的需求
從生產(chǎn)者的角度上分析，生產(chǎn)者注重個人利益的提升。在機械設計方面，新型機械設計可以提升自身的先進性[3]。并為生產(chǎn)者帶來更多的收益以及利潤，這是新型機械設計不斷發(fā)展的重要動力，也是機械設計以及制造的重要發(fā)展機遇。
2.2社會需求
機械設計對社會生產(chǎn)來說是非常重要的影響因素，提升機械設計的水平，可以讓生產(chǎn)力得到提升，進而在新經(jīng)濟條件下，可以形成全新的生產(chǎn)方式，以及良好的制造表現(xiàn)。新型機械設計對個人以及社會來說，都是非常重要的。并不是所有的新型機械設計，都能滿足人們以及社會的實際需求[4]。如何借助新型機械設計，設計出真正符合時代趨勢，滿足社會以及個人需求，并且可以體現(xiàn)時代性的產(chǎn)品，是當下新型機械設計持續(xù)發(fā)展的重要出發(fā)點，每個設計人員都是要思考這些問題，這也是讓個人利益順利實現(xiàn)的重要因素。
3新型機械設計的發(fā)展方向
市場需求在逐漸多樣化，而產(chǎn)品質(zhì)量標準也是在不斷更新以及變化，市場對產(chǎn)品的要求不斷提高，就需要新型機械設計不斷更新，讓機械設計以及制造的整體水平符合客觀要求。國內(nèi)的新型機械設計正在迅速變化中，很多的理論方法在不斷出現(xiàn)，也就是說國內(nèi)的新型機械設計。在未來要在很多的方向上，確定發(fā)展的目標[5]。首先是功能方面，高效率以及智能化是主要的發(fā)展方向，另外是外觀操作方面，需要實現(xiàn)輕量化以及便捷性，從而實現(xiàn)層次方面的發(fā)展。具體來看，就是國內(nèi)現(xiàn)階段的機械設計，主要的發(fā)展對象，從單機轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，機械設計的訴求從諸多的小目標，在不斷向著一些大目標發(fā)展。從而讓產(chǎn)品設計的周期縮短，設計應用到諸多的領(lǐng)域中，從單一性延伸，開始逐漸觸及到諸多的領(lǐng)域，產(chǎn)品的設計開始從自由發(fā)展，不斷走向有條理和科學化發(fā)展，設計人員也是在發(fā)生變化，以往在機械設計方面，設計人員都是一個人，如今團隊化是機械設計的主要方向。這些都可以看出，國內(nèi)的新型機械設計在逐漸變得科學化以及高效化，很多的方面向著好的方向在發(fā)展。
4新型機械設計在汽車工程方面的研究
4.1汽車工程的相關(guān)概述
工業(yè)革命之后，汽車開始出現(xiàn)在人們的生活中，從第一輛汽車出現(xiàn)，汽車工業(yè)開始不斷發(fā)展起來，汽車在現(xiàn)代化社會成為不可缺少的重要交通工具，已經(jīng)是普及十分廣泛，汽車出行所具備的便捷性，讓人們的生活質(zhì)量得到顯著提升，生活節(jié)奏也是得到了加速，這讓人類文明的整體發(fā)展以及進步更加迅速，社會整體發(fā)展得到提升。但是在之前的很長時間，國內(nèi)的汽車工業(yè)已經(jīng)是進步十分迅速，整體科技水平還是存在一定的局限性，關(guān)于汽車科技的一些研究，很多方面與發(fā)達國家是存在顯著差距的。另外是新型機械設計和相關(guān)原理，在汽車工程中如何實現(xiàn)順利應用，成為非常關(guān)鍵的研究方向，對汽車工業(yè)的整體發(fā)展是有一定促進作用的。汽車工程中對新型機械設計展開適當應用，是當下為了促進汽車工業(yè)的整體發(fā)展，我國非常重視的一個方面，要改變以往汽車設計的風格以及方法，在理論以及技術(shù)上展開革新，提升汽車工業(yè)的整體設計水平，改善產(chǎn)品的品質(zhì)以及設計的效率。
4.2新型機械設計應用在汽車工程的重要意義
汽車工業(yè)的整體發(fā)展，是制造業(yè)發(fā)展以及進步的重要體現(xiàn)，甚至可以從汽車工業(yè)的水平，判斷國家制造業(yè)的整體發(fā)展情況。在很大程度上，汽車工業(yè)不光是涉及面十分廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，也是諸多新科技的重要載體。比如一些航空以及航天技術(shù)，只有在汽車工業(yè)中順利轉(zhuǎn)化，并建立規(guī)模性的工業(yè)產(chǎn)業(yè)，這樣新型機械設計和相關(guān)的原理，在汽車工程以及工業(yè)方面才能發(fā)揮出作用。社會迅速進步，汽車科技方面的研究也是在不斷提高標準，這需要在未來的研究中，不斷將新型機械設計融入到汽車工程中，讓汽車工程可以實現(xiàn)更高速發(fā)展。在現(xiàn)實的生活中，汽車工業(yè)方面的研究，說到底是科技方面的研究，科技的研究又需要實際操作方面的支持，因此這些實際操作方面的理論，與新型機械設計是有著緊密聯(lián)系的，很多的實際操作其實是與新型機械設計關(guān)系密切的，比如汽車振動以及汽車噪聲方面的研究，這些研究對解決問題有著非常重要的作用以及效果。
5新型機械設計在汽車工程方面的應用
5.1在汽車工程噪聲以及振動方面的應用
汽車是人們現(xiàn)實生活以及企業(yè)生產(chǎn)中，很多方面不可缺少的重要工具，在汽車上各方面的工具以及部件，彼此之間的聯(lián)系是十分緊密的，這些部件能否實現(xiàn)高效以及安全地運行，是否可以讓汽車運輸能安全以及高效地開展，這些與人們的現(xiàn)實生活以及衣食住行都是有著十分重要的聯(lián)系，若是在汽車產(chǎn)品中，各類的零部件以及設備出現(xiàn)了故障或者問題，就會對行車安全造成十分嚴重的影響，進而給人們的現(xiàn)實出行帶來安全威脅。汽車不能正常行駛，以及出現(xiàn)設備故障，這些都是非常關(guān)鍵的問題。車輛運行的情況下，乘客被振動、噪聲等因素影響，這是對汽車質(zhì)量進行判斷的一個關(guān)鍵性的指標，這些質(zhì)量分析，是對汽車舒適性進行評價的標準，同時這也關(guān)系到汽車產(chǎn)品的外在形象。要想讓以上的這些想象盡量減少，比較簡單的方法，就是避免結(jié)構(gòu)模型以及輸入荷載過于接近，可以借助頻率分布，將這方面的問題解決，這樣可以對振動頻率進行適當匹配，解決振動中出現(xiàn)耦合的問題。另外是這樣也可以讓產(chǎn)品振動的一些特性進行改善，讓汽車產(chǎn)品的噪聲得到降低，振動的問題也可以得到避免。可以借助NVH分析，先得到車型性能的各方面指標，對設計以及機械制造的各方面環(huán)節(jié)，采取優(yōu)化以及完善的措施，這方面的分析無論是考慮設計的成本，還是產(chǎn)品開發(fā)的周期，都是為新車型設計提供重要的保障。
5.2汽車結(jié)構(gòu)強度以及模態(tài)分析結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的應用
在社會迅速發(fā)展以及經(jīng)濟全球化的趨勢下，節(jié)能、安全和舒適，是如今汽車產(chǎn)品的重要發(fā)展方向，也是性能以及技術(shù)方面要迎接的重要挑戰(zhàn)，車身的輕量化，需要對汽車的框架以及結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，另外車身制造方面需要盡量使用一些高強度以及低密度的材料，比如高強度板料就是現(xiàn)階段重要的研究方向。在汽車工程中，車身是非常重要的組成部分，車身一定要有足夠的強度，這樣汽車的壽命才會有基本保障，另外是車身的剛度也是要滿足一定的需求，這樣車的裝備以及應用需求才會得到滿足。在機械設計以及檢測技術(shù)方面，機械有限元分析可以解決上述的一些問題，讓車身的設計可以更加符合現(xiàn)實需求。主要的應用方向是兩個方面，一方面就是在汽車的實際設計中，對結(jié)構(gòu)件以及機械部件強度、剛度展開分析，另外就是在汽車結(jié)構(gòu)的實際分析中，可以用有限元法，對汽車的各部分構(gòu)件展開模態(tài)分析，這樣就可以在計算機上，對汽車各構(gòu)件模態(tài)進行觀察，尤其是振動模態(tài)，這樣結(jié)構(gòu)設計就會更加便捷，一些問題可以及時得到解決。因此在汽車設計中，可以說有限元分析是起到關(guān)鍵性作用的，在新型機械設計中，有限元設計是非常重要的理論以及方法，在汽車結(jié)構(gòu)的設計中對有限元分析展開應用，可以讓車身設計的整體水平更加符合要求，讓汽車結(jié)構(gòu)保持良好的強度要求。
6結(jié)論
總之，機械設計在制造方面的應用，關(guān)系到工業(yè)的整體發(fā)展，新型機械設計在新時代下得到迅速發(fā)展，將新型機械設計適當應用到汽車工程中，汽車設計的整體水平會得到提升，各方面部件的性能以及質(zhì)量會更加出眾，從而讓汽車工業(yè)更加具備競爭力，這對社會發(fā)展也是有著顯著意義的，有助于社會經(jīng)濟的進步。
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作者：林梅 何婷 張霞 李波 仲文清 單位：成都師范學院物理與工程技術(shù)學院
