浅谈现代机械设计方法与未来机械设计

杜东平

（大庆石化建设有限公司，黑龙江 大庆 163714）

随着机械类产品在设计方式和设计理念上的不断创新，通过借助计算机和信息化等新型技术，可以更好地提高产品整体的工作性能及结构稳定性能。我国当前在机械设计方式上，还存在一些问题，其中最突出的是机械设计和未来发展不同步的问题，这在很大程度上阻碍了我国机械设计水平的进一步发展，影响了机械类产品质量和性能的提升，如果机械设计不能很好地解决现存问题，将会极大地影响机械行业未来的发展，甚至可能导致机械产品研发速度无法满足现代市场需求，相关产品在应用方面出现阻碍。通过对现代机械设计方式进行研究，能够更好地了解未来机械设计发展方向，从而促进我国机械设计和生产进步，顺应市场发展趋势，设计出各个方面性能更加优良的机械设备。

1 现代机械设计方法及理论

从现代机械设计的理论和方式进行分析，机械设计的整体发展进程主要可以分为2 个阶段：在第一阶段，主要是从17 世纪开始，将机械设计的直观感觉以及相关实际经验，作为机械设计的基础。在这一阶段，在机械设计的过程中，运用了大量的公式和现有的设计手册。在机械设计的传统阶段，其特征非常明显，由于过多的使用到原有设计手册与各种公式进行计算，所以这种设计方法导致机械在设计方面过于死板，在设计上几乎没有突破和创新，而且设计成本较高，设计周期较长，这导致机械设计水平根本无法满足市场需求量，生产出的机械价格较高，无法做到普及，所以机械类产品的发展相对缓慢。机械设计发展到第二个阶段是在20 世纪中后期开始，一直持续到现阶段，进入这一阶段后，机械设计开始被称为现代设计阶段。从现代设计阶段开始到现在，人们开始逐渐发现，一味地按照传统的机械设计理念和设计方式，无法满足现代社会发展水平，很难做到与市场同步，这就需要对传统的设计理念和方式进行有效改进，将更多新的想法和创意融合到机械设计中，不再拘泥于过去的形式，打破传统观念，推陈出新，才能更好地满足现代机械制造行业的生存和发展需求，所以，当机械设计进入现代设计阶段以后，在设计方法和理论方面进行了更深入的研究，也作出了很多大胆的改革和创新，这极大地影响了机械行业的生产和研究方式，推动了机械行业的进一步发展。

2 现代机械设计方式种类及特点

2.1 现代机械系统化设计方式

在现代机械的设计中，通过应用系统化设计方式，进一步实现了设计中机械整体与部分之间的有效联系，从而提高了机械类产品的一体化构造模式，使机械类产品的使用性能得到了进一步提升。在应用系统化设计方式过程中，需要更好地体现系统原理在机械设计中的应用，并且在设计过程中需要将二者的紧密联系性进行提升。通过借助系统化的设计方式，能够更好地凸显机械产品的使用特点，从多个方面进行功能分类，实现机械产品在设计上的层次划分感。使机械产品在使用中能够呈现层次较为分明的系统。

2.2 现代机械结构模块化设计方式

在现代机械产品设计中应用结构模块化设计方式，能够使机械产品结构当中部件功能得到更好发挥，在利用这种方式进行机械设计时，首先应结合零部件在机械产品中的功能及其特点，将各零部件在使用过程中可能出现的冲突情况进行提前预判，并且通过合理设计解决可能存在的问题，从而有效地提高机械产品的整体运行状态，而且能够在一定程度上减少机械产品在设计研发的过程中需要消耗的成本及应用损耗。结构模块化设计方式在具体应用的过程中，主要是通过将机械产品进行结构分层，进而实现在最大程度上，对机械制造过程中可能存在的风险进行合理规避，实现各个零部件在应用过程中优势最大化。使用这种设计方式可以更好地在机械产品设计过程中，体现设计人员对机械产品合理性的思考，使设计出的机械产品更具有个性和个人思维特征，此类设计产品在应用过程中能体现出设计者从不同角度进行思考和研究的成果，有效提高了机械类产品在应用中的适应性，可以更好地解决针对不同类型机械设备的使用要求。

3 未来机械设计方式发展方向

3.1 未来机械设计环保性提升

机械类产品的环保型设计主要是指，在当前可持续发展的战略引导下，机械设计工作也应充分地利用各种能源及资源，使设计出来的机械产品可以更加符合低耗减排的环保要求。要想实现这一目标，就需要在进行机械产品设计之前，先将环保理念作为设计标注和前提，在保证产品质量和各项功能齐备的基础上，利用新型技术和能源实现产品的节能减排，降低设备在运行过程中对环境造成的污染或破坏。在设计阶段引入环保设计理念不仅是现代机械设计发展的必然方向，同时也将是未来所有行业发展的共同趋势。

3.2 未来机械设计自动化方式

随着我国现代化信息技术的不断创新和发展，新型技术手段不断更新，智能化和自动化被广泛地应用在各个领域，在此背景下，未来的机械设计也将出现较为成熟的自动化设计理念及方法。通过使用信息科技进行机械产品的自动化设计，进而取代人工设计方式，也是未来机械设计工作发展的必然趋势。通过充分的利用信息技术，将智能性和机械产品进行充分融合，利用信息技术对相关数据信息的统计、整合和分析，可以设计出性能更高的机械类产品，区别于人工设计方式，新型自动化设计方式出现误差的可能性更低，设计的产品性能更佳，也更值得信赖。同时，应用自动化设计手段，有助于推动人机结合的发展进程，对数据分析的效率大大提升，有利于提高机械产品设计的科学性和严谨性。

3.3 未来机械设计定量计算方式

机械设计方式在未来的发展中，可以通过利用最新的技术手段，使用更加精确的计算方式及计算工具，对机械产品的零部件进行更为准确的计算，得到的零部件尺寸及刚度也能更好地满足机械产品在应用过程中的需求，有效地提高机械产品的应用水平。同时，通过这种方式得到的零部件应用在机械产品中，可以有效地提高机械产品在设计过程中的规范性，进一步提升机械产品质量。在我国现阶段的机械产品设计活动中，仍然有一部分设计者在沿用经验类比法，虽然这种机械设计方式具有一定的便捷性，但却很容易在应用阶段出现问题，所以对传统设计方式的创新已经迫在眉睫。

3.4 未来机械设计动态模型建设方式

当前的机械设计方式仍然停留在静态模型设计方式上，这在很大程度上可能导致设计和理念之间发生偏差，这将对机械产品质量造成不利影响。利用信息技术作为载体，可以进行动态模型的建立，还能有效提高机械产品在结构动力学方面的计算分析准确性，提高这一部分的工作效率，同时能够更好地保证测试的相关数据准确性及严谨性，有利于提高机械产品整体性能，有效减少了机械产品在使用过程中可能出现问题的风险。

4 结语

随着信息技术的不断发展，未来机械设计的方式必将得到优化，将技术力量作为基础，给现代机械设计水平的提高提供了更加充足的条件，所以，机械设计的未来发展也必将进行更多的创新和优化，通过利用现代化技术，能够更好地提升机械产品内部结构以及整体性能。可通过建立更为确切的相关数学模型进行计算，通过对比选择最优设计方式，达到提高机械产品质量、性能的目的。传统的机械设计方式可以取其精髓，应用到新型设计模式中，从而更好地优化设计方法，有助于对现代机械设计水平的革新，从而不断地推动我国机械设计领域的发展和进步。