摘 要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)水平的提升,我國(guó)各個(gè)行業(yè)都在朝著信息化、自動(dòng)化的方向大步前進(jìn),在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,只有通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新才能立于不敗之地,并滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需求。機(jī)械產(chǎn)品是我國(guó)發(fā)展的重要基礎(chǔ),但目前的設(shè)計(jì)技術(shù)并不能滿足時(shí)代發(fā)展需求,因此對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行深入分析,具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞:機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù);運(yùn)用實(shí)踐
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.067
所謂的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù),指的是以系統(tǒng)優(yōu)化為基礎(chǔ),通過(guò)運(yùn)用設(shè)計(jì)方式提升機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量,進(jìn)而滿足實(shí)際生產(chǎn)需求與設(shè)計(jì)方案。現(xiàn)階段的機(jī)械產(chǎn)品是以相同類型的產(chǎn)品或是加工工人為模板,通過(guò)一定的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定設(shè)計(jì)方案,而且在完成產(chǎn)品加工后,要對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè),確保其符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但是此過(guò)程需要消耗大量時(shí)間成本,并會(huì)留下安全隱患。結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)則是根據(jù)尺寸優(yōu)化與拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù),通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)方式制定最佳的設(shè)計(jì)方案,不僅可以提升設(shè)計(jì)效率,還能使機(jī)械產(chǎn)品精度更高,保證產(chǎn)品質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新,與實(shí)際市場(chǎng)需求相符,幫助企業(yè)在市場(chǎng)中獲得更多市場(chǎng)份額。
1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法和層次
1.1 尺寸方面的優(yōu)化技術(shù)
尺寸技術(shù)優(yōu)化是確保拓?fù)渑c形狀關(guān)系不受影響,通過(guò)在優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),找到機(jī)械產(chǎn)品最佳的尺寸變量,通過(guò)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)重新組合,進(jìn)而制定最高效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
1.2 形狀方面的優(yōu)化技術(shù)
在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),不但要保證產(chǎn)品尺寸符合標(biāo)準(zhǔn),還要在外觀上滿足實(shí)際施工需求。因此,形狀優(yōu)化技術(shù)要確保機(jī)械產(chǎn)品拓?fù)潢P(guān)系恒定,在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要找到最佳形狀變量,根據(jù)設(shè)計(jì)不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),找到能夠與實(shí)際工程相符的形狀,讓機(jī)械產(chǎn)品發(fā)揮使用功能。
1.3 拓?fù)浞矫娴膬?yōu)化技術(shù)
拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)是利用離散結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化的,但在優(yōu)化過(guò)程中,要注意孔洞數(shù)量,以及形狀與分布現(xiàn)象,還要對(duì)結(jié)構(gòu)邊界采取優(yōu)化措施。離散結(jié)構(gòu)拓?fù)浼夹g(shù)是確保機(jī)械產(chǎn)品數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的核心技術(shù),保證各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)連接方式。
2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的設(shè)計(jì)方式
2.1 要確定目標(biāo)函數(shù)
機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中,目標(biāo)函數(shù)是最基本的參數(shù),利用目標(biāo)函數(shù)確保機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效設(shè)定,能夠?qū)庸ぶ械木唧w要求進(jìn)行整理,通過(guò)目標(biāo)函數(shù)還能降低機(jī)械產(chǎn)品的變形程度。
2.2 進(jìn)行函數(shù)變量的設(shè)計(jì)
在確定目標(biāo)函數(shù)后,就要確定函數(shù)中的設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品參數(shù)設(shè)定來(lái)說(shuō),一般包括物理參數(shù)與幾何參數(shù)兩種,例如零件設(shè)計(jì)中的厚度、長(zhǎng)、寬等,任何參數(shù)出現(xiàn)偏差,都會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品造成嚴(yán)重影響,不但會(huì)影響機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量,還會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與健康發(fā)展造成阻礙。
2.3 選擇最佳優(yōu)化設(shè)計(jì)方式
在機(jī)械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)中,確定最佳設(shè)計(jì)方案是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。由于優(yōu)化設(shè)計(jì)方案多種多樣,而且各具特色,所以要在全部的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案中選擇最佳的方案就要慎重選擇。因此,在選擇時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況與機(jī)械產(chǎn)品工程相結(jié)合來(lái)進(jìn)行分析,最后確定最為適合的設(shè)計(jì)方案。而且在進(jìn)行產(chǎn)品加工時(shí),要求專業(yè)人員對(duì)該方案進(jìn)行評(píng)價(jià),進(jìn)而提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平與產(chǎn)品質(zhì)量。
3 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用策略探討
3.1 提高技術(shù)人員的綜合素質(zhì)
在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí),相關(guān)技術(shù)人員要具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí),并且要懂得數(shù)學(xué)建模知識(shí)。設(shè)計(jì)人員要掌握設(shè)計(jì)規(guī)范要求,能夠?qū)a(chǎn)品功能發(fā)揮出來(lái),利用數(shù)學(xué)語(yǔ)言對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容與其中遺留的問(wèn)題進(jìn)行闡述,進(jìn)而選擇最佳的數(shù)學(xué)模型。設(shè)計(jì)人員除了具備建模能力外,還要具備解決問(wèn)題的能力,根據(jù)參數(shù)變量的不同,在求解時(shí)能夠得到最佳答案。
3.2 在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中要運(yùn)用各個(gè)學(xué)科的綜合能力
對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)說(shuō),這是一項(xiàng)復(fù)雜的工程,涉及的知識(shí)面非常廣,與各個(gè)專業(yè)學(xué)科都有交集,如計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)分析等。在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要從多方面進(jìn)行考慮,明確設(shè)計(jì)方案是否具備可操作性。首先要以工程宏觀角度出發(fā),將設(shè)計(jì)系統(tǒng)中不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容通過(guò)相對(duì)的知識(shí)設(shè)定目標(biāo)函數(shù),對(duì)函數(shù)變量進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)每個(gè)模塊都進(jìn)行精心設(shè)計(jì),找到其中的聯(lián)系,并對(duì)其進(jìn)行整體組合,確保優(yōu)化設(shè)計(jì)方案中的完整性。
3.3 要注重實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展
根據(jù)市場(chǎng)實(shí)際需求,通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行變革,保證機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新性。隨著社會(huì)的發(fā)展,企業(yè)要想在市場(chǎng)中獲得競(jìng)爭(zhēng)力,創(chuàng)新能力尤為重要,進(jìn)而讓企業(yè)在激烈的市場(chǎng)中立于不敗之地。在進(jìn)行創(chuàng)新改革時(shí),要打破傳統(tǒng)觀念的束縛,創(chuàng)新思維要與時(shí)俱進(jìn),緊跟時(shí)代步伐,深入市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研,設(shè)計(jì)出能夠滿足市場(chǎng)需求的機(jī)械產(chǎn)品。
4 結(jié)束語(yǔ)
機(jī)械產(chǎn)品對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要,社會(huì)將關(guān)注點(diǎn)更多的放在了機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與質(zhì)量方面,因此要降低產(chǎn)品殘次率,利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)保證產(chǎn)品質(zhì)量,使企業(yè)能夠更好的發(fā)展。
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:29-31.
作者簡(jiǎn)介:趙冬(1988-),男,安徽靈璧人,碩士研究生,助教,主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和研究。