试析相似理论及其在机械工程中的应用

谈建民

摘要：作为我国的支柱型和基础型产业，机械工程的发展对于我国国民经济的整体建设具有不容忽视的重要作用。近年来，机械工程发展中开始融合各种先进理论，相似理论就是在这种情况下被有效应用于机械工程当中的，对于推动我国机械工程领域的发展发挥了重要作用。鉴于此，本文首先对相似理论进行了简要概述，并详细探讨了似理论在机械工程中的应用途径，以供参考。

关键词：相似理论；机械工程；应用

一、相似理论概述

从本质上来看，相似理论指的是分析与解释生活中常见现象的一门学说，即研究具有相似性现象以及事物共同之处的理论。[1]在相似理论指导下，可以利用计算机模拟技术更加有效的构建模型，将各种预定结构和功能等通过虚拟模型的形式呈现出来，由此可见，相似理论对于构建模型具有指导性意义。

相似理论发展基础：①合理定义自然界作用现象；②某一现象中所呈现出来的物理原理是同客观规律相符的，并不是偶然性的；③在测定某现象中相关物理量时，不可以采用主观臆断的方式，物理量是客观存在的。

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。[2]

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。[3]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。

二、相似理论在机械工程中的应用

（一）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。[4]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。

（二）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。[5]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。

（三）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运作参数，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。

三、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，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。

参考文献：

[1]汪涛，谢齐家，张亚东，等.基于相似理论的电力变压器缩比关系研究[J].电工电能新技术，2015（6）：7680.

[2]冯浩楠，王俊高，滕达，等.相似理论在基于通信的列车控制系统仿真系统中的应用[J].科学技术与工程，2018（1）：109114.

[3]臧卫，杨谋存，朱跃钊.基于相似理论的太阳能聚光器风载荷模拟与实验[J].南京工业大学学报（自然科学版），2017（6）：105110.

[4]赵君临，王显会，张鑫磊，等.基于相似理论的车身底部防护仿真分析研究[J].科学技术与工程，2017（1）：208212.

[5]彭天好，王光耀，张义龙，等.基于相似理論的采煤机模拟螺旋滚筒的设计[J].工程设计学报，2016（4）：322326.