当前机械结构设计中的创新设计运用讨论

当前机械结构设计中的创新设计运用讨论
摘要：社会经济的快速发展离不开机械结构设计的支持，通过机械结构设计能
够在总体设计的基础之上，根据具体的方案绘制出结构图实现相应的功能。

机械
结构的设计就是将原本抽象的工作原理转变为具体的机械构件。

为此，在机械结
构设计时必须要加强创新意识。

本文通过对机械结构设计的要点和要求进行分析
总结机械结构设计的主要创新思路，为促进机械结构设计优化提供重要的参考依据。

关键词：机械结构设计；创新设计；运用分析
机械结构的设计能够对机械制造行业起到强有力的助推作用，通过机械结构
设计不仅能够保证最终产品的可靠性和安全性，而且还能够进一步提升我国机械
制造行业的整体发展水平。

在机械制造的过程中主要涉及到机械构件的材料尺寸
和形状等因素，这也是在机械结构设计时必须充分考虑的问题。

对机械结构设计
进行创新优化能够加强对机械设计的质量控制，解决现有的机械结构存在的不足，确保我国机械制造产业的可持续发展。

一、关于机械结构设计的概述
随着我国社会经济发展到多元化阶段，机械结构也必须要与时俱进，满足社
会各行各业的机械化需求，必须要加强对机械结构设计进行适当的调整。

在机械结构设计时，设计图纸的精确性与设计的质量具有紧密的联系，也能
够协调整体设计与调整，加强对结构设计原理和功能的强化。

为此，在实际设计
期间必须要对机械结构的具体参数进行准确标明，也能够为组装提供相应的便利
条件。

只有保证机械设计部件符合设计标准，才能够提高机械结构设计的整体效果。

在机械结构设计的过程中，通过应用各种新工艺新技术和新材料突破常规机
械结构设计的限制，才能够进一步增强机械结构设计创新发展的效果，为机械建
造行业的可持续发展注入新的生命力。

二、机械结构设计的要点与要求
（一）机械结构设计要点分析
在机械结构设计的过程中，其最主要的设计目标就是满足人们对机械的具体
功能要求。

通过对原材料进行加工，形成成品，满足人们对机械具体功能的需求。

机械结构设计作为整个机械制造的初始阶段，必须确保设计产品符合机械工作的
原理，同时还要加强产品的稳定性和公益力学等相关因素。

在机械制造的过程中更应该保证产品的最终质量，尤其是产品的高度、产品
的精度和产品结构力学是否符合标准能够直接影响产品制造的使用寿命。

在机械
结构设计时必须要对整个机械产品的性价比和质量进行合理控制，还要保证机械
的整体操作便捷性、美观性、安全性。

在产品设计的过程中，除了要考虑施工工艺和结构材料之外，更应该全方位
多角度的考量，积极优化设计创新理念。

通过机械产品结构的创新增强整个机械
制造业的竞争实力。

在产品中引入其他的创造性思维和学科技术，能够对机械制
造进行全面的设计优化，提高机械技术产品的综合竞争优势，为整个结构优化设
计提供更多的可能。

（二）机械结构设计要求分析
在机械结构设计时，必须要对整个设计方案进行全面的验证，通过科学的方
法和手段对方案进行重点评价，确保经济效益和社会效益实现有机统一，并且对
经济效益和社会效益的平衡作为重要的衡量指标，在机械结构设计时要保证设计
的强度符合标准，确保最终的设计方案更加的完善。

另外，在机械结构设计的过
程中，还要注重对焊接缝隙构建表面等肢体部位的防腐防渗漏进行合理优化，为
最终的设计效果提供重要的保障。

三、机械结构设计的创新设计思路
（一）变元法介绍
所谓的变元法最主要的就是在设计的过程中对基本结构进行深入的研究，从
而判断机械结构设计的基础框架，保证对各个零部件进行合理的调整与优化，在
变元法实际应用时，必须对机械零部件进行准确标注，明确零部件的具体位置，
规格、形状、数量和应用性能。

要对零部件的工艺进行妥善研究，在实际设计的
过程中，还应该对零部件进行及时的调整，确保设计方案得到合理创新，加强对
机械结构设计的合理优化。

（二）变元法的具体分析
在实际机械设计的过程中，由于机械材料的选择多种多样，而且不同的材料
有不同的加工工艺，为此在运用变元法的过程中，必须要及时调整材料的配比，
从而制定不同的结构设计方案。

例如，在机械产品加工时，由于加工面和工作面、轮廓面和轮廓线等相关的结构元素非常多，通过对结构元素的数量进行及时调整，也能够进一步改变机械结构的设计优化效果，最终实现创新。

在产品结构设计的过程中，由于机械产品的零部件众多，在安排焊缝的过程
中要以中性轴或者靠近中性轴的位置为主，避免因为收缩力增加造成变形弯曲等
问题。

还要对机械零部件的尺寸、角度、长度等相关因素进行合理调整。

还要对
机械构建的零件进行妥善优化，最终给出完美的解决方案。

（三）机械结构的优化设计
在机械结构设计的过程中，要充分根据结构设计的不同目的来选择不同性能
的材料。

例如在结构设计过程中如果主要材料为钢材则必须要采取钢结构截面尺
寸提高钢结构的性能。

对于铸铁材料来说，由于其强度和硬度相对钢结构材料比
较差，可以借助隔板或强筋的方法增强整个机械结构的性能。

在机械结构设计的
过程中，对于原材料的加工工艺也有许多要求，很多的机械材料可以通过变元法
来形成全新的设计方案，而变元法的本质也就是通过变量的形式来实现多种变量
的改变与强化，最终形成全新的设计模式方案。

在机械结构内部设计时，要及时
根据行业标准和市场发展变化趋势进行及时调整，通过利用变元法能够对加工面
和工作面进行妥善处理，通过合理的调整之后形成全新的产品。

在直线设计时更
加注重产品的合理性与实用性，而对于螺丝的设计则必须要增强弹簧垫的使用性
充分发挥弹簧垫的缓冲作用，保证各种元素得到合理的整合。

图1 机械方案创新设计智能支持系统
在机械方案实际创新设计的过程中，通过创新设计智能支持系统MCIDISS，
可以对机械方案设计进行全面的创新优化。

该模块共包括5个子模块，其中第1
模块是基于实例功能推理的原始机械方案生成模块，通过两级实例和推理模块能
够完成设计任务到功能结构图的确立，确保对装置快速及时的提取保障对组合的
协调性，还能够及时生成原始机械设计方案的主要任务。

第2个模块是基于结构
推理方案创新设计模块，该模块方案能够在第1个模块的基础之上进行抽象表现，将原始接线方案转化为一般运动链，从机械方案拓扑联系上转变创新的设计方案。

第3个模块是评价决策模块，能够对整个机械设计的不同设计进行详细的分解，
并且做出综合评价。

在评价的过程中主要采取模糊综合评价的方法和策略。

第4
个模块是机构尺度综合模块，通过这一模块能够对整个机械方案的机构相关参数
进行综合评定，从而方便尺度论证的可行性。

最后一个模块是运动分析仿真模块，能够对整个尺度构成进行充分的分析和仿真，保证设计者对所设计的方案有着更
加直观清晰的认识。

基于所提出的过程模型，作者开发了机械方案创新设计智能支持原型系统MCIDISS。

MCIDISS开发和运行表明，其具有合理的知识库结构，运行情况稳定，
用户界面友好，推理控制策略灵活，因此具有很好的实用性和较高的开发效率。

结束语：
总而言之，机械结构设计创新方案的应用能够促进我国机械制造行业的快速
发展，有效解决目前机械制造行业发展的诸多问题。

只要充分运用科技发展规律，并且敢于创新实践，这样才能够进一步提高我国机械制造行业的技术发展水平，
引领世界机械工业的发展。

参考文献：
[1]范正宇.关于当前机械结构设计中的创新设计分析[J].科技资讯，2019，17（17）：34+36.
[2]赵丁.关于当前机械结构设计中的创新设计[J].数字通信世界，2019（01）：257.。