机械工程设计中力学模型的运用

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　　摘要：在我国当前的机械行业中，机械工程的设计很大程度需要依赖于力学模型的建设，力学模型作为机械工程设计的参考之一，在机械工程的设计中占据很大的地位，有许多问题需要依靠力学模型的建设来进行分析和处理，机械工程设计依靠力学模型在实际应用中是很常见的，另外，利用力学模型来进行产品试验是非常好的一个方法，简单而实用。机械工程设计中遇到的问题往往是复杂的，力学模型可以使这些问题简单化，在满足要求精度的前提下寻求解决方法。
　　关键词：机械工程；力学模型
　　在实际的机械工程设计中，会遇到各式各样的困难以及层出不穷的问题，比如，机械模型的放大使用、将成熟的机械设计原理技术运用到其他系列的机械之中，经过多年的实践发现，传统的仅仅利用图纸等简陋工具进行的计算是并不科学的，在改变零件结构的同时，零件的受力情况以及外界影响都会发生改变，所以构建相应的力学模型成为了解决这些问题的办法。在另一方面，设计出大型机械的同时，我们可以建立相应的较小的机械力学模型进行可行性分析，力学模型在机械设计的过程中占据很大的地位。
　　一、机械工程设计中力学模型应用的基本信息
　　1.1力学模型的基本内容
　　力学模型就是将实际事物抽象化建立的模型。在力学诞生的时候就诞生了力学模型，力学模型在机械领域的使用最为广泛。主要包括弹性力学模型、断裂力学模型、 运动力学模型等几个方面。力学模型属于将机械与力学的关系通过简单地抽象化进行另一种分析。力学模型在机械工程的设计过程中有很高的干预作用以及参考价值，将力学模型最好的利用到机械工程设计中成为了很关键的一个步骤。本文会对其进行细致的分析。
　　1.2机械结构设计对力学模型的需要
　　机械工程设计师机械在新时代面临改革创新而发展出来的，是一门重要的技术手段，在机械工程设计的过程中，有许多需要进行设计计算的关键步骤，这时，力学模型的重要性就显现出来了，机械模型不仅应用于机械工程设计的改良优化，在设计技术、生产过程方面具有很大的促进作用，机械设计方面更是几乎完全依赖于力学模型的建设，在机械维修以及故障排除的时候，力学模型也会起到不可替代的作用。在机械工程设计领域，力学模型的建设是十分重要的一部分内容，力学模型有效的利用到机械工程设计以及问题处理中可以大大提升工作效率，在机械工程设计遇到问题的时候最常见的就是应用力学模型来进行分析处理。
　　二、力学模型在机械工程设计中的应用
　　2.1断裂力学模型
　　断裂力学模型是固体力学模型中重要的成员之一，断裂力学模型在进行对机械工程设计的原材料分析上有很好的甄别效果，可以对机械工程设计的材料进行裂纹寿命预测，在机械工程的结构设计中发挥着不可替代的作用，断裂力学模型还可以分为弹塑性断裂力学模型以及弹性断裂力学模型两个模型种类。断裂力学分析模型运用到机械工程设计中，保证了机械工作的安全性，保证了机械的安全平稳的运行，避免了事故的发生，提升了机械工程设计的安全保障。在断裂力学模型应用到机械工程设计的时候，可以很大幅度的提升設计的工程的可靠性，对机械工程具有很好的发展促进作用。在其他方面，比如压力容器设备中，建立相应的断裂力学模型，可以保证容器的良好运行以及使用。在建立力学模型的过程中，必须保证数据的正确性，严格进行计算分析，保证安全性是最重要的。可以将二阶矩运用到力学模型当中，直观的表现机械工程设计的安全系数，在此之外，进行断裂力学模型进行设计，可以改进基础设备的工艺，增加使用寿命，检查机械故障也是非常快捷的，大量节省了以前的方法造成的人力物力消耗，对机械工程设计提供了安全方面的保证。
　　2.2弹性力学模型的应用
　　弹性力学模型是机械力学模型的重要组成部分，主要应对的是机械工程设计中外界环境的干扰，例如在温度以及外界压力下机械工程的零件发生的形变问题，满足了机械工程设计的结构强度问题，对于机械运行造成影响的一般有三个方面，分别是结构变形、压力大、速度快，这会对机械运行造成影响，对机械工程设计造成困扰，弹性力学模型应用到其中可以很好地改善这种状况，弹性力学模型涉及到齿轮、轴承等内部细节方面，为机械工程设计提供了有利条件。利用弹性力学模型进行机械工程设计的后期检测，能够及时发现内部零件的设计缺陷，弹性力学模型对于轴承的大小以及材质都是有分析的，可以解决轴承共振的问题，已经有很多的机械设计运用到了弹性力学模型，比如说汽车的主轴设计等。
　　2.3运动力学模型在机械工程设计中的应用
　　运动力学模型的构建对于解决机械运行时，不同面的摩擦力以及压力有很好的分析效果，可以对机械的动态平稳运作起到良好的监督作用。运动力学模型在机械工程设计中有很高的的应用价值，主要体现在两个方面。
　　2.3.1零件接触以及链接
　　机械工程设计的核心之一就是零件的互相接触运作，不同的链接方式对于整体的机械运作效果是不同的，动力输出以及链接方式都与运动力学模型的建设有很大的关系。合理的运动模型建设可以大大节约后期的成本制作，提升机械工程的运作效率，对不合理的动力浪费进行了快速的发现以及解决，运动力学模型的构建帮助设计人员及时发现不合理的传输途径，对于提升传输效率有很重要的促进作用。
　　2.3.2运动力学模型可以有效的进行部件的消耗检查
　　机械的部件是最重要的一部分，机械工程的设计离不开部件的良好运行，在机械运行的时候，会不可避免的发生部件摩擦，这个时候，运动力学模型就可以很直观的对摩擦的部位进行改造，可以较为精准的进行摩擦部位摩擦系数的观察掌握，便于对材料进行选择，提高机械工程的质量，使实际使用效果达到最高。运动力学模型应用于此，在很大程度上减少了后期机械制造的材料消耗，保证了机械工程设计的利益最大化。
　　2.3.3运动力学模型的整体设计方向
　　运动模型的建造使用，要从结构设计方向出发，在全面观察的前提下，制作运动力学模型在不同部件的分支。运动力学模型能够向使用者展示实际的运用效果，这给机械工程的设计提供了不小的思路，保证了基本参数的计算确定等方面。
　　2.3.4运动力学模型的优点
　　运动力学模型在机械工程的设计以及应用范围的深度有很好的分析效果运动力学模型对于机械工程的设计具有很高的指导效果，在当前的机械工程设计中，运功设备之间的关系越来越紧密，运动力学模型可以很好的为其提供更多的参考依据。
　　三、结束语
　　总而言之，在当前的我国机械工程设计领域，力学模型已经成为了不可或缺的一部分，机械领域的诸多困难以及问题都是由力学模型的建立来解决的，借助力学模型的建立来解决机械领域的问题在实际的应用中很常见的，为机械工程设计提供了最好的理论帮助。在当前的潮流中，机械设备的使用很大程度上依赖于机械工程的设计，这就要依赖于力学模型的大量应用。力学模型促进了理论知识的改革更新，推动了机械工程设计行业的可持续性发展。
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