相似理论在机械工程中的应用探讨

李劲松

摘要：随着我国经济的飞速发展，我国的机械工程发展的进程也在不断增速中，其中，相似理论的促进作用占了极为重要的一部分。在相似理论中，它就很好的发挥了理论知识的指导作用，并用这个作为模型构建的根本，在这一上面，制定了相应的实践顺序。通过对这一学说的讨论，对推进科学发展具有重要的意义和积极的作用。正文将简要讨论这一学说以及它在机械工程中的运用。

关键词：相似理论；机械工程；应用探讨

引言

相似理论，它的起源可以追溯到20世纪，自发现以来，它一直受到国内外物理学家的广泛关注。其实在实际生活中，也有许多极其类似的物理现象，它们的原理大都一样。顾名思义，相似性理论是对现实生活中出现的元素的研究，它们具有相似的效果和它们表现出的物理特性也及其相似。并且随着世界科技水平的飞速发展，这一理论也在不断的被完善中。

1相似理论概述

现阶段，相似理论不再仅仅应用于探究物理问题的领域当中，在实际进行机械工程设计时，也需要以相似理论作为根据。在科学技术以日新月异的速度不断发展的背景下，各种全新的理念以及技术将同相似理论产生融合，因此相似理论的影响力也将逐步扩大。物理作用现象形成的前提是相似理论应用以及研究的切入点，通过深入探究与物理现象相对应的条件，在此基础上利用数学算法提升相关研究的系统性，最后所形成的研究结果将会以函数关系体现出来，通过反复验证以后采能够进行应用于推广。通常情况下，应用相似理论展开研究的过程中，要想获得相应的结论与方法，必须对数学运算以及理论分析等进行综合应用，在此基础上所形成的结论，通常能够为工作人员进一步展开研究提供一个理论方向。并且，应用相似理论可以进行广泛的物理作用研究，因此相似理论不仅可以在机械工程领域发挥重要价值，同时还能够在工业生产研究领域发挥重要指导作用。从机械工程的角度来看，相似理论可以为解决相应问题提供指导，能够提供切入点从而更快的处理复杂性较强的工程问题，对于各项实践活动具有重要指导作用。

2相似理论的实质与特点

这一理论的本质是分析和解释现实生活中类似现象的学说，即研究类似现象的相似性。而这个理论在模型的构建上扮演着很重要的角色，可以用现有的计算机模拟技术的虚拟形式去帮助它完成，根据模型的原有型式的预定功能和结构等，以这一理论为借鉴完成相应模型的搭建工作。类似理论增长的基本原理是：第一是对自然世界作用的理性的界定，第二是相应现象中包含的物理原则与客观规律一致，没有意外事件的出现，第三是不可能依靠主观判断作为评估现象中各种物理量的标准，它是客观存在的事实。今天，这一理论不仅对探索物理问题有意义，而且甚至作为机械工程的设计基础，并得到了广泛的应用。随着如今科学技术的发展越来越快，相似理论将在未来随着科学的发展持续吸收更新的技术和思想理论，进而在很多适合的范围内都可以发挥出它的重要影响。

3相似理论在机械工程中的应用

3.1相关领域中的应用

机械工程中的相似理论，也被称作为类似工程，是针对这一学说的更深的探索和思考。一种新的发现学说，不仅仅只是指词语表面上可以很明显、很容易看得到的意义，更是经常关系到其他相关方面，它不仅仅指探索自然界类似性的科学研究项目，还关系到社会活动等多个方面。例如：首先，摸索地球生态系统中存在的类似的规律，创造产业，维护生态系统的平衡，创建生态城市，发展生态农业。然后，探索类似的管理项目，类似的生产项目和类似的设计项目。第三是开展对类似项目的相关机械建设，电器研究，电子产品，机器人建设及对有关人工智能的产品研究。第四，对不同的国家和地区的经济生产模式的分析，以及对社会系统内部相似性的分析，这对推进国家和地区之间的科技交流产生了积极影响。

3.2在工程技术中的应用

该理论广泛应用于工程技术，比如，人机系统，工程系统的类似设计类似的设计，类似的机械系统设计，类似的人机系统设计，分组技术和类似的模拟制造。其中，类似模型应用在系统仿真上，类似仿真，类似设计和类似分析，最后仿真模型和仿真模型形成类似系统，从而获得被模仿的系统参数信息。因此，在工程系统中进行相似性分析非常重要。简单来说，该学说在工程技术中的具体应用是：基于类似系统的构造，将存在这种性质的机械部件和产品。使用类似的流程、设备和方法生产类似的部件来进行类似的管理。

3.3在机械设计中的运用

3.3.1系统分析

该系统是由两个或多个因素组成，具有统一的行为和整体功能。由多个组件构成并且可以执行指定操作，并具有已定义功能的计算机是一个系统，通常一部机器有几个可以相互结合的机构构成，其中包括传动系统。因此，机械系统的相似性，是机器和机器之间的相似性，并且不同的结构单元组合形成机械系统，例如工作单元，传动单元等。每个单独的单元可以是相似的级别，并且不同的单元和级别可以形成不同的子类似系统。如果驱动器是齿轮传动的，那么在此系统的类似的设计中，那么就可以将驱动器视为系统的类似结构中的子系统。对机械系统的分析，是分析系统和它组件之间的相似性，然后把它应用到新的设计中去。

3.3.2简化模型

简化模型的参数的选择是麻烦的，大都时候增加参数是不会对系统产生什么影响的，但是一旦减少参数的话，就会对结果产生影响。因此，对所选参数进行系统影响的分析时，就关系到了数据的推理。组件的参数数据，组件之间的参数的相似系数，相似参数的比例系数和类似参数的数量用作参考。获得类似的参数值，并且通过类似的度量和类似的参数值来选择类似的参数来帮助简化模型。

3.3.3模型的搭建与实验

关于简化模型的实验，可分为虚拟模拟和实体模拟。20世纪早期最重要的研究工具是模型测试，接着因为各种软件，比如CAE/CAM/CAD软件的出现以及计算机技术的出现与发展，这让动态仿真成為了重要的科研方式。对于未来的机械设计，计算机动态仿真与模型试验的联合将成为新的科研方法之一。虚拟模型构建时，应尽量保存主要参数，以有效减少对系统没有影响的无用数据，并追求更高水平的模拟效果。

3.4相似理论在机械零件继续设计中的应用

在这一过程中，首先应预估需要实现的工程，这种明确相关功能的基础上，针对现有零件结构应用相似理论进行深入分析，在此基础上可以对零件构造展开初步模拟。接下来需要对机械系统整体的运转情况展开仿真模拟，及时修正结构内部不合理的部分，并在此基础上再一次实施仿真。在相似理论的基础上实施反复仿真模拟，可以在实践中全面测试零件的预订功能完成能力、结构以及性能，并及时修正不合理的部分，从整体上构建高效性、安全性良好的系统。

3.5相似理论在机械工程系统整合分析和机械问题研究中的应用

相似理论在机械工程中，可以详细分析机械整体的运转方式，在划分其预定功能以及运行特点时，可以从相关机械的角度出发，通过不同机械之间的相似性来展开模拟，这一过程同零件设计具有相似之处。然而，在实际展开相似性分析的过程中需要从整个系统出发，因此会涉及到海量的实践知识和专业理论数据等，因此一旦发生失误会造成严重的资源浪费。在这种情况下，相似理论的功能突显出来，实际展开模拟仿真时，相似理论通过构建模型整体框架，可以对整个过程进行简化处理，在预定功能基础上，对可以实现相似功能的有关组件进行填充，并及时记录与分析模型整体運作参数，适当调整不合理地方，最后构建整个机械系统模型，在通过充分的实践测试以后才可以正式投入到生产使用当中。

3.6相似理论在机械工程各技术研究中的广泛应用

现阶段我国的机械工程发展过程中，在研发不同种类机械、修理机械等方面相似理论都发挥了重要的指导作用。从整体上来看，机械工程中的相似模拟制造、成组技术、工程系统相似设计、机械相似模拟设计和相似仿真等环节，相似理论都不同程度的发挥了指导意义。

例如，成组技术是现阶段机械工程领域最受关注的技术之一，该技术需要利用利用不同事物之间的相似性质，以已经存在的规则为基础，应用同一个模式对两事物的相同作用性质展开研究。目前，不断发展的电子信息技术为成组技术同自动控制工程等重要技术的融合奠定了良好基础，这也是我国完成信息化生产建设目标的关键环节。与此同时，成组技术也被广泛应用于制造、设计等工程领域。在合理控制电势差、仿真电路中电流等的物理参数基础上达到逻辑运算目标的技术就是相似模拟技术。在对这一技术进行应用时，对研究人员的专业能力、实践经验等要求较高，因此通常无法及时有效的控制系统运行结果。为了弥补这一缺陷，可以对现代数字化技术进行充分的应用。

结语

综上所述，作为一门独立学科，相似理论现阶段呈现出相对广阔的发展空间，近年来我国机械工程领域的快速发展离不开相似理论的有效应用。相似理论作为一项独立的学科，它的实施和成长还有很大的进步和完善的地步，而它与具体的事物相做的联合还需被进一步的探究。由于这个概念是抽象的，因此理解它也很重要。因此，有关领域研究以及技术人员在展开日常工作的过程中，必须对相似理论的内涵产生深刻认知，并在此基础上，结合实际充分利用相似理论展开计算机模拟实验以及实体模型试验，通过探究数据、模型之间的“相似程度”，分析相似参数的取舍方法等，努力在机械工程试验、设计、生产、制造以及管理等各个环节中将相似理论的指导作用更加充分的发挥出来。这将会在经济效率的提升方面会发挥到很重要的作用与影响。

参考文献

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（作者身份证号码：320902196906153518）