机械结构动态设计及应用分析

李志华

【摘 要】机械结构的动态设计，目的是通过提出最佳的方案以满足机械结构更新换代的需求。机械行业的快速发展，促使机械结构面临着市场竞争，需要将动态设计的方式引入其中，才能保障机械结构的性能和稳定性。因此，优化机械机构的动态设计对促进机械工业的发展具有十分重要的意义。基于此，本文将着重分析探讨机械结构动态优化设计及应用要点，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

【关键词】机械结构；动态设计；应用

当前，机械领域不断持续发展，传统的机械结构设计已经无法满足市场需求，为了提高机械结构设计水平，结合相关设计要求，在机械结构设计过程中采用合适的技术，从多角度、多方面进行机械结构动态设计，科学修正机械结构，完善机械结构性能。传统机械结构设计模式已经无法满足当前工业发展需求，本文主要对机械结构动态设计及应用情况进行分析。

一、机械结构动态设计

机械結构动态设计是指根据机械产品的特性，构建动力模型，应用到机械设计的流程内。动态化的机械结构设计，能够找出机械产品设计中的薄弱项目，根据模型的模拟状态，提出相关的改进措施。机械结构动态设计中需要选择有效的变量信息，完善初始参数和修改后参数的使用，促使结构动态设计达到优化的状态，强化机械产品的实践设计[1]。机械结构动态设计方法，符合现代机械产品精细化的设计要求，提供稳定的设计模型，为机械结构设计提供稳定的模型和设计方法，规范机械产品的设计。

二、机械结构动态设计中常用技术的应用

1.有限元建模技术在结构动态设计中的应用

我国机械行业快速发展，机械产品结构形式越来越复杂，这对于机械设计提出了更高的要求。机械结构动态设计是一项复杂、繁琐的工作，将有限元做为设计建模的理论基础，积极分析机械结构的动态设计。有限元技术在机械设计中的应用，简化复杂的机械设计，利用有限元技术的特点和优势，优化机械产品设计，确保机械产品良好的使用性能，延长其使用寿命，不断提高机械设计水平。有限元建模技术可以将机械动态设计的不同单元体，组合到同一个求解区域内，规划出机械产品所需的设计结构，模拟可能使用的几何形状，体现数值分析方法的优势[2]。有限元建模技术在机械动态设计中，需要注重单元函数的求解过程，得出未知函数的准确表达。

2.ANSYS在结构动态设计中的应用

机械结构动态化设计中采用ANSYS技术，这种软件提供简单的计算程序和稳定操作，结合机械结构设计要求，分析机械结构设计问题，以此为基础，改进机械结构设计流程和步骤，构建有限元。在使用 ANSYS 软件系统时，结合机械结构设计具体需求，然后配合应用 CAD 软件，准确计算机械结构数据。当前，ANSYS软件在机械结构中的应用越来越广泛，及时反馈机械结构设计结果，分析机械结构动态非线性变化，消除机械结构设计误差，全面提高机械结构设计的合理性和准确性[3]。 ANSYS软件的使用可以事先利用机械模型进行各种状况的仿真模拟计算，通过对机械结构的各项性能特点，及时发现问题并提出应对措施，为解决实际生产过程中机械结构问题提供科学合理的理论依据。从具体作用上分析，ANSYS软件在机械结构中的应用可以帮助机械设计人员在进行方案设计的时候做出准确的判断，缩短产品研发的设计生产周期，减少不必要的损失，不仅可以节省大量的人力物力和财力，还可以提高生产效率和工作质量。

三、机械结构动态设计研究应用

机械结构动态优化设计已经在我国的机械行业中被广泛应用，其在汽车、航空航天、船舶行业、建筑机械等行业中均取得了重大的成果。在汽车行业中，随着社会的发展和人们需求的更新，汽车行业已经实现了客车车身轻量化的优化设计、汽车车身形态仿生的优化设计、汽车车身安全性的优化设计以及面向行人下肢碰撞保护的优化设计等目标。在航空航天行业，其作为国家科学技术综合水平和实力的体现，机械结构动态优化设计在航空航天行业得到了高度的重视，并应用到航空航天技术中每一产品的设计上。在船舶行业，我国经过自主创新研究，对潜艇外部液压舱、油船剖面、潜艇结构等方面的优化设计进行了研究，旨在提高船舶行业各研究对象的性能。与此同时，结构动态优化设计在高速公路沥青混凝土路面结构、液压缩管机模具、双层组合套管、基床结构等很多方面的优化设计上也发挥着重要的作用，并产生了巨大的经济效益和社会效益。

四、结束语

机械结构的动态设计是一项非常复杂、专业的过程，其涉及动力、电子等学科知识，仔细分析机械结构使用性能和动态特性，结合相关技术应用和动态设计，积极采用多项优化措施，提高机械结构动态化设计的科学性和合理性，充分体现机械结构动态设计的价值。总而言之，科学技术的进步，加快了机械产品更新换代的步伐。以往的机械产品的制造，大多采用的是一种批量生产的方式，产品的种类极其单一。而现在机械产品的制造更多采用的是一种小批量、多种类的生产方式。为了增强企业的竞争力，在市场上占据更大的份额，机械产品的生产要尽可能地缩短生产的周期，降低生产的成本。如今机械产品的应用范围也是极其广泛的，深刻影响着我国各行各业的发展。为了机械产品能够在人们的生产和生活中正常发挥作用，机械结构动态设计的优化是十分必要的。这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。

【参考文献】

【1】韩俊平.试论机械结构动态优化设计及其相关技术[J].机电信息，2014（03）：110-111.

【2】张志强，郭京波.机械动态优化设计综述[J].石家庄铁道学院学报，2011（01）：74-76+95.

【3】杨秀琴，杨家军.浅谈机械结构动态优化设计及其相关技术[J].甘肃科技，2010（08）：117-118.