機械結構優化設計發展現況分析

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隨著我國利用現代科學技術信息處理技術的飛速進步與發展，全球世界范圍內的產品市場競爭也越來越激烈，產品的技術品種不斷更新換代變化速度不斷加快，其結構復雜程度不斷得到提高。生產正在逐漸以小批量、多生產品種的專業生產經營模式逐漸取代以前單一或多個生產品種的大批量生產。在這樣一種產品采用的是小批量規模生產的銷售方式下，必須盡量地縮短相關產品的設計制造生產周期，降低相關產品的銷售價格和生產成本，才能真正進一步提高其所在市場上的競爭力和所需要占有的份比。因此，運用這種現代化的工業設計管理手段和生產方法將有機會有效適應當今設計市場劇烈質量競爭的發展趨勢，提升工業設計的產品質量，并且大大縮短產品設計的生產周期。

1機械結構動態設計概述

機械設計產品整體結構的設計動態分析設計主要流程指的就是通過對各種車床機械設計產品的結構特性特征進行系統分析，對其機械動力學和機械模型結構進行系統建構，并在整個工業機床機械設計技術工作中，能夠得到廣泛研究運用的一種機械設計工作流程。動態化的仿真機械部件結構模型產品設計，可以對傳統產品設計在現階段中可能發現的一些存在比較薄弱的制造工序和工藝項目，依照產品模型本身所需要仿真的實際狀況模型對其進行實時調整和不斷改良。在進行內部動態結構設計的工作過程中，不僅應該有效和選擇設計變量參數信息，對于初始化的參數和經過修改后的其他參數信息，都應該對此進行不斷完善和及時維護，確保各種機械設備產品的內部結構設計動態化和設計運行狀況的最佳和優化，對于各種機械設備產品的使用時間表動態設計也應該要對此進行不斷強化。為能夠確保生產精細化工程機械制造產品的各種動態軟件設計技術能夠充分滿足當下各類機械產品的動態設計應用需要，應該嚴格地要求確保各種動態產品設計的基本模型和穩定，對其動態設計的操作方法和進行產品設計時的技術流程進行嚴格規范。

2機械優化設計發展現狀

隨著不斷進步的科學技術和社會經濟，越來越迅速地更新換代的產品，多個性質、小批量生產的方式正在逐步替代傳統的大批量單一制造模式。為使企業能夠有效地增加其市場占有率和國內競爭力，依據如何降低成本及縮短生產周期的原則，就要考慮如何進行小批量生產。現階段，已經將先進的技術應用到冶金、建筑、紡織、機械、交通、航空飛行等各個領域，在各個領域都得到了廣泛的應用和優化。21世紀以后，就開始更加注意優化和使用設計的技術，需要專業的相關人才充分認識和掌握。

3機械結構優化設計中的應用

3.1設計過程綜合各個學科

由于現代工業機械制造產品的開發與設計是一個極其復雜的過程，因此往往會涉及更多的學科專業知識，如算法、數據分析、查找戰略以及電子計算機技術。所以在進行課程設計的過程中，一定要特別注意做到要從許多學科角度考慮自己的課程設計。首先，需要從建筑工程總體的視角，將整個建筑設計管理系統劃分成為多個具有不同設計內容的板塊，然后通過運用自己相應的基礎知識對其中各板塊進行目標函數的確定，函數的變量和優化方法的選擇等等設定，把每個獨立的板塊都設計好，其次，要根據每個板塊之間的特點和內在關系將它們重新緊密地連接在一起，有機地緊密組合在一起，最終制定出完整的設計。

3.2進行結構優化設計的施工人員需要有較強的綜合技術素質

機械行業產品的設計總體外觀結構設計不僅僅是因為需要設計技術人員對于民用機械行業的一些相關設計專門知識需要具備一定的基本了解，還必須還需要熟練掌握以下3個基本知識方面的設計技術掌握能力：（1）必須具備專業數學基礎建模的設計能力，工程設計者所自己的產品設計和所生產制作出來的設計方案都不僅是因為需要一套規范，并且也是因為規范需要被其他的設計人所能夠熟悉和充分理解，所以也認為需要設計技術人員必須需要具備一定的專業數學基礎建模設計技術掌握能力，用一種符合數學的設計語言規范的將實際設計發現的問題和把實際設計的所有內容都通過描述表現出來，建立和構建一套一個可以直接幫助有效解決實際設計問題的機械設計管理模型。（2）由于提高其對問題正確求解的分析能力，設計師不僅必須學習會通過問題建模，還要努力學習會通過問題求解分析模型函數中的一些不同參數中的變量，掌握不同的應用類型分析模型中各種不同參數中的變量，以便于在問題求解的整個過程中，更快、準確地分析并得出正確的問題答案，例如，在設計應用各種隨機變量分析模型時，為能夠使及時能夠更好地進行判斷和及時確定一個隨機變量的變量值及它的目標變量函數，就必須對應用隨機變量分析模型的各種參數變量進行正確求解，以便而且能夠及時得到較好的實際應用。（3）缺乏正確處理設計問題的判斷能力,設計方案在加工完成后，還常常需要針對產品設計方案的技術準確性能夠進行一個可行性的預估評價，后期將來還會大量投入精力到產品設計方案加工和產品制造的整個操作過程，這一系列的操作過程都已經是常常需要經過許多幾個人的辛苦共同努力才可以能夠真正做到，難免會因此導致設計出現一些設計差錯，如果在這個操作過程中只有一個人真正愿意能夠對它進行一個全程性的追溯，那么，將會能夠大大降低一次設計錯誤事件出現的可能概率。

4結構優化設計的類型

4.1優化機械結構拓撲

一般而言，傳統的機械優化設計基本上是為進行機械零部件的設計和優化所采取的結構參數，但是，并沒有太多地注重改善機械部件的拓撲結構。隨著不斷提高對于設計與優化各種機械產品的認識，逐漸引入機械產品的設計概念，人們更加嚴謹地規范對優化結構的要求，也越來越多地進行對優化機械結構的拓撲。

4.2優化設計機械系統結構動態

優化機械設計產品的整體動態控制性能將嚴重地直接影響機械設計的實際使用壽命與勞動強度，實現最終需要優化機械設計產品結構的一個根本途徑就是還需要不斷提高經過優化后的機械產品結構的整體動態控制性能。分析這些結構的后期動態應用性能雖然往往屬于一個復雜的研究過程，特別是需要引起注意，尤其是對于一些性能比較大型的原始結構而言，但是，在研究分析這些結構動態性能結構的過程同時也往往會力求使其性能具有一定的應用價值，以便于全面地分析搜集與其性能相關的原始結構材料，影響并達到該類結構產品后期技術研發和生產應用的實際效果。

4.3優化設計多科學結構

在發展優化產品設計中，對于產品機械部件結構的研究應用，很多時候，如果單純地只是簡單地想去分析某個設計方面的可能影響，往往這種可能性就會直接影響導致產品設計中就會出現不可能完全符合所實際預期的需要優化設計結果，因此，為了能夠實現更好地發展優化產品設計的最終目標，就往往需要從整體性、系統化的三個角度入手來研究發展對需要優化產品設計的機械結構。mdo結構理論被廣泛認為是新興的一種機械優化結構工藝理論，不少機械技術行業專家也已經積極開始深入地學習研究上述結構理論，為以后進一步地開發研究生產機械先進結構優化工藝產品提供理論基礎與技術保障，以便于及時實現對機械優化結構工藝產品的研究全局性。

5機械設計技術的發展趨勢

具體而言，現代裝備設計技術的發展趨勢主要包括以下幾個方面：第一，產品質量高成本的壓力已經給裝備設計市場競爭者帶來嚴酷的挑戰。第二，環境及其生態功能的屬性正在逐步與產品功能的屬性相媲美。第三，設計的運行管理和生產制造必須以其所滿足的內容為基礎，而不是簡單地將其應用于實際生產中；第四，即設計的獨立性逐步向工作中的協同操縱轉型，甚至可以是并行運作狀態；第五，能夠充分挖掘出個體潛力的創新性，這就使得人們更加注重高科技數字化建設。

6結語

以上就我國工程機械設計技術的發展現狀和發展趨勢進行了深入的研究。在當代的社會，機械設計和技術的關系影響整個機械和裝備制造業的生存和發展，因此，這一問題值得進行深入的研究，發現它的發展目標和現狀，并且對它的發展趨勢進行推測，從而正確地把握良好的機械設計和技術的未來發展。

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作者：裴煜 萬新峰 程輝 邱順利 單位：武漢第二船舶研究設計所