现代机械设计创新设计理论与方法

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1机械设计理论与方法的发展进程

站在世界角度，可以将机械设计行业的发展分为两个阶段，第一阶段为机械设计初期，时间为十七世纪到二十世纪中段。当时的设计理论较传统，设计方法单一，人类仅依靠死板的计算公式，根据规定进行定向设计，因而设计出的机械产品水平一般，设计方法无法得到实质进步，新产品研发速度缓慢。并且由于技术条件的限制，机械设计投入成本较高，工作效率低下，无法满足市场需求。直到二十世纪中期，机械产品的缺点日益突显，人类为了解决此问题，对传统的机械设计理念加以改进，标志着机械设计开始进入第二阶段，即现代设计时期。在此阶段内，人类融入新型技术，解决传统设计方式存在的缺点，有效推动机械设计发展，提升了整个机械制造业的水平。

2现代机械设计理论与方法需具备的特点

现阶段，人类需树立创新理念进行系统革新，深入研究机械设计理论及其方法，并融合先进的科学技术，发挥各个学科优势，创新机械设计理论，使其向现代化、智能化、科技化方向发展，从而满足现代设计需求。因此现代机械设计理论及方法需具备以下几方面特点。2.1创新性与系统性。创新是各行各业发展的源泉，如果企业不积极创新改革，产品会逐渐被市场所淘汰。因此现代机械设计理论需具有创新性，研究人员可以在传统设计理念的基础上，取其精华，并针对存在的问题进行完善，发散思维，发挥想象力，将现代先进技术及理念融合进去，可以在机械产品质量和结构上进行创新，争取降低成本，提高设计水平，从而使现代机械理论满足市场需求，为优秀机械产品的制造提供有力的基础[1]。另外，设计人员还需体现现代机械设计的系统化特点，利用众多组合方式，挖掘内在奥秘，进行机械产品细化设计，在各个环节中进行创新。2.2前瞻性与融合性。人类之所以要进行现代机械设计，是为了满足市场需求，为生活和生产提供便利。因此在设计过程中，需要体现前瞻性特点，结合不同机械的生产及使用环境进行全方位考虑，避免设计出的产品脱离现实，因外界各种因素无法顺利运行。除此之外，与传统机械设计理念相比，现论和方法起步较晚，属于新型学科，为了促进现代机械设计的快速发展，需要将力学、互联网等学科内容融入进去，丰富机械设计理念，突显其融合性特征。

3现代机械设计的创新方法

3.1对机械的型号和规格进行设计。现如今，众多行业均应用现代机械产品，而不同领域对使用要求有所差异，因此可以对机械规格与型号进行创新设计，在保障其功能的基础上，改进型号与规格，达成生产的标准化。要求技术人员在保留机械功能的同时，对其尺寸及参数进行优化改造，并丰富功能，拓宽零件使用范围，通过科学手段实现机械制造的标准化，从而最大程度满足各行各业的需求。在具体设计期间，可以借助数学模型对相关产品进行分析，不断完善设计过程，按统一标准实现现代机械的规范化生产。该创新设计方法是以使用者需求为目的，能够达成产品的跨系列设计，拓宽使用渠道，为居民生产与生活带来便利。3.2结合计算机技术设计。近年来，互联网与计算机技术发展迅速，此类技术可用于设计与生产，提高机械设计效率，实现设计过程合理化。因此可以将现代机械设计与计算机技术相结合，利用网络了解机械产品特性，从而提出针对性的改进方案。相关设计人员可以在网络平台建立三维模型图，并将智能化技术融入到机械设计中，突破时间和空间的限制，使其具备自动调节能力，可以根据外界环境智能开展工作。以物流机械设备为例，技术人员通过计算机搭建物流集成系统，并设置中央控制按钮，在系统协调配合下，可以使物流机械设备具备自动化特点，减少人力、物力成本。当物体通过该设备时，机械设备即可检测出相关信息，向执行机构发出指令，科学进行物流传输[2]。另外，技术人员还可以在网络搭建交流平台，分享设计理念，进行技术及知识共享，激发设计灵感，得到创新启示，使其全面结合计算机技术的设计方法，提升生产效率，加强现代机械的智能化水平，从而实现设计的全面进步。3.3采用并行与集成设计方法。传统的机械理论采用串行方式进行设计，然而期间可能会反复修改，浪费大量时间与成本。为了避免此问题发生，设计人员可采用并行与集成方式进行设计，即在机械制作同一时间段内，同时进行产品设计及运行测试。此技术方法可以在设计生产周期内及时发现并解决问题，降低重复修改次数。因此在机械设计及开发期间，工作人员要采用创新手段集成设计，全面考虑各项因素，调节各项参数，完善产品功能与特性，进而缩短研发周期，提升设计质量。3.4优化设计与仿生类比设计法。现代机械设计方法并非一成不变，工作人员需要不断进行优化设计，利用计算机、数学等学科充实理论依据，并在设计研究期间，创新方法，积极制定优化方案。例如，可以通过计算机模型模拟进行设计，并利用数学方法开展线性和非线性分析，从而解决问题，寻找最优设计方式。另外，也可采用仿生类比设计法进行现代机械研发，该方法是运用仿生学原理，通过类比分析获取创造性灵感，设计人员可以将自然界动植物与机械产品相联系，探寻两者之间相似与不同点，从而获得启示，发散思维，设计出独特性产品。3.5变形设计与移植技术设计法。变形设计是现代机械设计的创新方式之一，主要是以产品为基础，对工作原理、结构、功能进行综合分析，拓宽功能渠道与现代机械种类，并进行设计衍生，进而研发出不同种类的产品，提高使用性能[3]。随着科技的发展，我国其他行业也出现先进技术，相关人员也可采用移植技术设计法进行设计。例如，我国连云港某工程师将杂技道具设计技术引入现代机械领域，通过机械模块化理念设计出众多可投入生产的机械产品，目前已经吸引国内外众多业内人士的关注。因此，设计人员可借鉴此方式，结合其他行业设计思路，将实际生活中的理论基础、操作方法、技术工艺等移植到机械设计与制造领域，从而研发出一套符合现代机械应用的技术方法。

4结束语

综上所述，现代机械在工业生产中发挥着至关重要的作用，要想提高国家工业水平，需要进行设计理论及方法的创新，将先进性的设计方法融入其中，提高机械生产效率。为此，相关技术人员需要加强创新方法的研究，可以采用集成设计、变形设计、移植技术设计、仿生类比设计等方法，制造出科技化、智能化的创新型现代机械产品。

参考文献：

[1]李彦.现代设计方法在机械创新设计中的应用探讨[J].湖北农机化，2018（05）：60-61.

[2]李寰.浅析现代设计理论和方法在冶金机械设计中的应用[J].中国设备工程，2018（16）：212-213.

[3]王华.机械创新设计中现代设计方法的融入分析[J].时代农机，2017，44（04）：22，32.

作者:赵小慧 单位:天津市恒银金融科技股份有限公司