关于现代机械设计的创新方法研究

关于现代机械设计的创新方法研究

崔平

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摘要：现代的机械设计必须要与创新密切相关，要求机械设计人员必须要树立起一种创新理念，将主观能动性进行充分发挥，与此同时，还要对现代的机械分析工具进行熟练的应用，进而能够设计出一种更能够满足使用者需求、质量更高的机械。本文主要探究了现代机械设计创新的重要性，创新原则，创新方法以及如何提高现代机械设计的创新水平，以供参考。

关键词：机械设计；创新原则；创新方法

引言：机械设计作为一个复杂的过程，评价其好坏当然不能局限于某一个或者某几个侧面。但是，机械设计的最终成果就是产品，产品直接面对终端用户，所以说机械设计水平高低的最为直接的体现就在于产品。我国机械行业的发展离不开设计，设计又与创新紧密相连，因此，现代机械设计创新方法就成为了一门十分重要的学科。

一、现代机械设计创新的重要性

作为一个经济大国，如果我国只将目标放在机械的制造数量上，只是不断追求生产出更多的产品，而不注重机械设计和机械设计的创新，掌握不了机械领域的核心技术，那么我国的机械行业依然不会得到突破性的发展。除此之外，还应该加强培养更多专业从事机械结构设计创新的人才。现代社会是一个人才社会，各行各业都要有真正精通该行业的人才。机械设计领域只有有了更多的专业从事创新的人才，才能从根本上促进我国现代机械设计的发展，推动科技的进步，提高我国的机械科技水平，甚至有希望超越一些西方发达国家的水平，在世界经济发展史上，占有更重要的地位和发挥更大的作用。

二、现代机械设计的创新原则

现代机械设计的创新是一项复杂、耗时的脑力活动。在创新过程中，机械设计者要遵循机械设计系统化方法之外，还必须遵守设计创新准则，严格约束现代机械的设计过程。其具体原则如下：第一，经济效益原则。现代机械设计的创新产品必须保证既能最大程度的满足客户要求，又能合理有效的控制生产成本，使生产成本最低廉。这就需要从机械的设计和制造两个方进行综合考虑，在设计方面，要保证采用合理的设计方案，选用正确的材料；在制造方面，要时刻关注机械的加工工艺和装配工艺，从而实现了经济最佳性。第二，生态效益原则。现代机械设计的创新产品在制造和使用过程中都有极高的要求，要求产品本身无毒、无害，并且不能对周围环境产生污染，属于绿色环保产品。这就要求在现代机械设计过程中，对于材料的选择要有极高的要求，原则上尽量选择低污染或无污染的环保材料，避免采用有毒、有害和有辐射性对人体有害的材料。第三，安全可靠原则。安全可靠性是机械设计产品质量的重要保障。因此在现代机械设计过程中，必须保证机械设备在强度、刚度、耐磨性、稳定性及热平衡性上能够满足设计要求，从而使设计出来的产品安全可靠性。

三、现代机械设计的创新方法

社会经济和机械制造业的不断发展，推动了现代机械设计的不断改革与创新，使现代机械设计的创新方法日趋成熟。当前，在现代机械设计中常用的创新方法具有以下几种：

1、仿生类比设计法

这种设计方法是利用仿生学的原理，通过充分对自然界的动植物进行分析与类比，从中受到启发而产生的一种抽象的创造方法。由于自然系统中的生物具有许多无可比拟的结构和功能，这就给机械设计者提供了创作的灵感和思路。机械设计者把机械运转和生物运动两者放在一起进行全面的分析与对比，发现两者之间的差异性和相似性，激发了机械设计者的创作思维，产生了现代机械设计的创新灵感，从而完成了现代机械设计的创新方案。如：大众甲壳虫汽车的设计，宝马前脸进气孔的设计，飞机机翼的设计等都是仿生类比设计法的体现。

2、智力合成设计法

这种设计方法主要依靠发挥团体精神，注重集体智慧的力量。在现代机械设计过程中，要以小组为单位，每一位成员都要提出自己的设计构想，然后进行集体分析讨论，通过不同创新构想之间的碰撞和融合，抓住瞬间的灵感或潜意识的新想法，激活和发散创新设计的思维，进一步促进机械创新设计的全面性。智力合成设计法囊括：头脑风暴法，创意列举法，颠覆常识法等。

3、移植技术设计法

这种技术设计方法具有十分明确的思维，主要是将某一领域内的先进技术、方法或者成果直接运用于现代机械设计中，或者是把机械制造业某一产品的先进技术、方法等应用于其他产品。从而设计出新的产品。移植技术设计的内容较多，既包括技术设计思想，也包括某产品的先进技术应用。移植技术法可以分为技术原理式、技术手段式和技术功能式移植。移植技术设计法能够推动现代机械设计的发展，对促进机械设计的创新具有重要意义。如：对比法，随机词法，加减乘除法等都属于移植技术设计法的范畴。

四、如何提高现代机械设计的创新水平

1、掌握创新理论

现代机械设计是一种将理论基础和实践知识相结合的活动，设计者通过丰富的想象力和创造力，在原有的科技成就基础上设计出更实用、更富于创造性的产品来更好地为社会和人民服务。机械设计创新理论是一门涉及多方面理论知识的十分复杂学科。首先要求专业的设计人员必须具备机械设计学理论、认识科学、认识哲学、设计方法学、发明学等多种学科的相关知识，通过运用高科技手段，设计出符合社会发展和人们需求的产品。现代机械设计主要分为方案结构设计、运动设计和动力学设计三个部分。设计者只有把握好这三个部分之间的关系，结合客户的需求，运用创新思维，才能设计出好的产品。

2、具备创新理念

专业而又具有创新思维的机械设计人员才是推动现代机械设计发展的根本。一个合格的设计人员应当将创新思维和创新理念运用到工作的方方面面中，这样才能推动机械设计领域的巨大变革。所谓的创新理念，主要指的是以下几个方面：第一，指的是创新的独创性。即敢于打破常规，不受传统理念的制约，追求更合理、更符合时代需求的创新。第二，是指创新在适应市场方面以及可生产性方面。不管什么创新，都必须符合市场的需求，具有实用性。第三，突破性。这是指设计人员要善于改变原有的定向思维，善于发现新的事物，勇敢地提出新的原理。第四，创新的联动性。创造性思维作为一种联动性思维，要求我们在考虑问题时要全面、周到，从不同角度、不同方面考虑，不能限制思维，出现考虑不周全的现象。

3、机械设计的优化设计

优化设计是现代机械设计创新方法中最先进、最合理、最符合时代要求的一种方法，它以最优化数学理论和现代计算机技术为基础，考虑充分，计算精准。我国在优化设计方面的研究有了很大进展，但不足之处仍然存在，这种先进的方法并未应用到所有的设计领域，依然有待推广。优化设计方法可以帮助我们考虑问题更加充分全面，使我们获得更加精准的设计数据，在不久的将来，这种方法将会成为机械设计创新中最重要的一种方法。

五、结束语

创新，于当代而言必不可少，它不仅仅是一个时髦词汇，更是能够带来直接的、直观的好处的一个过程。所以，现代机械设计也离不开创新环节。作为一个专业性较强的领域，机械设计的创新立足于设计人员的基本素质，因此，设计者的应该努力提高自身专业素养水平，突破主观思维，这样才能形成创新的最原始条件。有了这个基础之后，再立足于原材料的选取、设计过程中的环保化处理、产品的外观及性能进行设计环节的全方位优化，如此一来才能真正做到现代机械设计的创新。

参考文献:

[1]王欢，孙玉民，马胜利.现代机械设计的创新途径分析[J].机械化工，2017（15）.

[2]武丽.机械产品的现代设计方法及其创新.科技创新导报，2017（33）：184-185.