浅谈新型机械设计理论在汽车工程方向的应用

陈厚涵

（中国人民解放军军事交通学院 300161）

浅谈新型机械设计理论在汽车工程方向的应用

陈厚涵

（中国人民解放军军事交通学院 300161）

机械设计理论属于我国工业、农业以及服务业的重要组成部分，其应用极为广泛，但目前关于机械设计理论解决实际问题方面还存在很大的不足。基于此，对机械设计理论研究在实际工程的应用进行研究意义重大。本文主要针对新型机械设计理论在汽车工程方向的应用进行研究。文中首先分对新型机械设计理论进行概述，在此基础上，分析了新型机械设计理论在汽车工程方面的应用。希望通过本文研究，为相关人员进行机械设计理论研究提供借鉴。

机械设计理论；新型；汽车工程

1 前言

机械设计理论作为机械工程的一级学科下属的二级学科，是研究机械科学中具有共性基础理论以及设计方法的学科，主要分析并综合定量描述机械的功能。机械设计理论主要对各种机械、机构以及零件进行研究，同时涉及了机械学科、仿生学、电子学等多种学科。机械设计理论属于我国工业、农业以及服务业的重要组成部分，其应用极为广泛，但目前关于机械设计理论解决实际问题方面还存在很大的不足。基于此，对机械设计理论研究在实际工程的应用进行研究意义重大。希望通过本文研究，为相关人员进行机械设计理论研究提供借鉴。

2 新型机械设计理论概述

近年来，我国科技迅猛发展，机械设计理论也不断完善，尤其是基于机械设计理论的研究极为多。总的来讲，机械设计理论的研究主要有以下几个方面：现代设计理论与方法；机械创新的设计与方法、机械系统的动态设计与仿真、优化、新型传动理论设计、机器人机构及控制与仿真等在机械设计中的应用；机械创新设计与检测技术；基于机械创新的设计与检测技术的有限元计算分析、机械振动与噪声测试与分析等。

关于机械设计理论在汽车工程的研究，主要侧重于两个方面，即：汽车工程技术方面；汽车工程实际操作方面。汽车工业是一个国家制造业的代表，其与国家制造业水平密切相关。从某种程度讲，汽车工业既是最为广泛的工业，也是最新技术的最大载体。譬如某些航空、航天领域的高新技术只有通过汽车工程工业才可以向规模型产业进行更好转化，这表明新型机械设计理论以及基本原理与汽车工程工业密切相关。在具体实践中，研究汽车工程离不开研究汽车工程技术，也离不开实际操作。实际上，实际操作的研究同机械设计基本原理密切相关，甚至基于某些实际操作，譬如汽车噪声、振动等等与机械设计理论密切相关。

3 新型机械设计理论在汽车工程中的应用

3.1 基于汽车工程噪声、振动方面的应用

进行汽车舒适性评价的重要指标为NVH分析，这与汽车产品市场形象密切相关。NVH的最主要来源则是基于空气传播产生的噪声以及通过发动机架产生的噪声两部分。通过NVH这种新型机械设计理论，既有利于振动频率的匹配，同时还可以消除振动过程中产生的耦合现象。因此，NVH可以极大改善产品的振动特性，还可以尽可能减少汽车的噪声以及振动。通过NVH分析，可以提前获得新开发车型的性能指标，还可以对设计以及制造各个环节进行更加好的完善以及优化。因此，从设计成本以及开发周期考虑，NVH分析都为设计新型车型提供了更加好的保障措施。

譬如某车型后桥，以43km/h匀速直线工况条件下存在极大的噪声，通过NVH分析可知，噪声大的主要原因在于后桥本身，通过分析后桥内部激励源，发现后桥主减速器齿轮啮合会产生极大的振动冲击，当传输给桥壳时，则会产生极强的辐射噪声。通过NVH分析，用1N的主减速器齿轮圆周力计算获得轴承荷载，这种模式不需要求出实际的噪声辐射，但不影响最后优化，省去了复杂的软件分析，也避免了模型中出现的误差。因此从设计成本以及开发周期考虑，NVH分析都为设计新型车型提供了更加好的保障措施。

3.2 基于汽车结构强度以及模态分析以及结构优化的应用

车身属于车的重要组成成分，因此，车身必须具有较好的强度用于确保车的寿命，并要有足够的静刚度来确保车的装备以及使用要求。基于机械创新设计以及见检测技术中的机械创有限元分析方法可以很好的满足车身的设计要求，其应用主要表现在：

（1）在汽车设计中，对于结构件、主要机械零件的强度、刚度以及稳定性进行分析；

（2）在汽车结构分析中，一般采用有限元分析法对各构件进行模态分析，此外还可以在计算机上对各构件的振动模态进行清晰观看，这便为结构的动态设计提供了方便。

4 结论

针对目前新型机械设计理论在实际工作中研究较少的缺陷，本文对新型机械设计理论在汽车工程中的应用进行分析。文章型机械设计理论进行概述，在此基础上，分析了新型机械设计理论在汽车工程方面的应用。新型机械设计理论在工程中的应用主要有两个方面，即：汽车工程噪声、振动方面以及汽车结构强度以及模态分析以及结构优化。通过新型机械设计理论NVH分析方法，成功降低了汽车的噪声以及振动；基于有限元分析法的应用，成功优化了汽车车身的设计水平，优化了汽车的结构强度，降低生产成本与时间。

[1]万仑仑.浅谈机械设计的发展方向[J].城市建设理论研究：电子版，2015，5（26）.

[2]张林波，柳杨，黄鹏程，等.有限元疲劳分析法在汽车工程中的应用[J].计算机辅助工程，2006，15（z1）：195～198.

U469.7

A

1004-7344（2016）26-0312-01

2016-8-28