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机械设计中的材料选择和应用探究

作者:未知

  摘要:为推动机械行业持续发展进程,应全面贯彻落实机械设计工作,而加强材料选择与应用,是全面提升机械设计工作效率的关键。文章在阐述机械设计中材料选择与应用意义的基础上,对优化机械设计中材料选择与应用措施做出较详细分析。
  关键词:机械设计;材料选择;材料应用;措施探究
  材料是机械设计开展的基础条件,加强材料选择与应用具有很大现实意义,影响机械制造效率与质量,在很大程度上与工业生产行业未来发展模式存在相关性。虽然机械设计中已认识到材料选择与应用对机械设计效果形成的影响,并加强相关措施的应用。但还存在一些不足,基于此本文对相关措施做出研究与分析。
  1材料选择与应用在机械设计中的意义
  和普通工业设计相比较,机械设计工作体现出明显特殊性,设计造价成本较高、设计流程繁杂,是工业行业业务运行中的重难点项目。新时期下,机械设计与社会经济发展之间形成密切关联性,机械设计效果对工业生产效率形成直接影响,这淋漓尽致的体现出机械设计工作在社会经济发展过程中的重要性,材料选择与应用,顺其自然的成为机械设计行业发展的重难点内容,是机械行业发展的重要基础,也是影响机械行业发展前景的重要依托。故而,在机械设计期间,尽量选择优质材料,对生产出性能优良的机械产品具有很大促进作用。
  最近几年中,在社会经济与相关政策体制的“催促”下,资源的开采量连续增长,机械设计中材料采购成本也相应提升,这就要求机械设计行业不断增加科技研究水平,针对稀有原材料合理选择其替代品,这是降低机械设计造价成本的最直接方法之一,同时以经济市场需求为基点,合理规划机械设计过程,促进材料效能的充分发挥,推动机械设计在社会各个行业中的持续发展进程[1]。
  2机械设计中材料选择与应用的有效措施
  机械化程度水平与现代化建设进度与效果间存在密切相关性,这就要求从机械设计环节起,一定要加强对设计原材料的选择与应用,全面提升现有机械制造资源的有效利用率,为机械制造行业健稳发展提供基础性支撑。
  2.1有针对性选择材料
  在机械设计领域中,常用的、常见的材料可分为金属材料和非金属材料两大类型。在现实选择工作中,也可以结合材料不同的使用性能,将其细化为使用型、载荷性、绿色材料等应结合机械设计类型选择相对应的材料。本文对常见材料的选择方法做出如下分析与研究:
  2.1.1金属材料:首先,在机械设计中,金属材料有黑色金属、有色金属和其他合金三种类型。在具体选择工作中,采购人员应对材料属性有全面认识与深刻了解,例如碳素钢在工业生产进程中仅能作为常用的基本材料,材料内含碳率高,钢强度、硬度同步升高,而可塑性、韧性与可焊接性整体偏低,尽管其在机械设计中体现出成本低、加工工艺简单等特征看,但其应用范畴相对狭窄,无法用于中等形状构件制造领域中。其次,明确金属材料在机械设计领域中所体现出的效能,合理设定其适用范畴。在机械设计中,黑色金属的类型以铸铁、铸钢与碳钢为主,以上材料在减震性、强度、耐磨损性等方面占据优势,故而可结合优势特征对以上材料进行选择,并将其合理应用于机架、齿轮等构件设计过程中[2]。最后,针对有色金属的选择,因为其在化学稳定性、耐腐蚀和电磁性等方面在金属材料中占据优势地位,故而多选择其参与汽车等行走机械构件设計进程中。
  2.1.2非金属材料:橡胶、塑料与陶瓷是机械设计中常见的非金属类型,其弹性、硬度和与热性优良,通常被应用于密封性构件、减震零件与绝缘体设计领域中。
  2.1.3使用型材料:机械设计中材料的选择,使用性能是影响产品设计效果的关键性指标之一。在实践中,应结合不同零部件需求,有针对性的选用与之相适应的材料。
  2.1.4载荷性材料:若不能合理应用机械材料,则可能会诱发多种问题,究其原因,是载荷性能不够导致的。为有效解除以上问题,就要求在机械设计过程中,对材料载荷严格审核,借此方式去全面提升材料选择与应用效果。
  2.2重点把控机械材料的经济性与实用性
  这是提升机械产品生产制造效果,协助机械制造企业获得更大经济效益与社会效益的有效办法之一。参与机械设计作业的相关人员,在实践中应加强对设计过程所涉及的生产加工、焊接、装配及铸造工艺等特征进行整体分析。并在迎合机械产品设计要求的基础上,积极开展市场调研工作,优先选择在性价比方面占据优势的原材料,以保证材料应用价值的最大化,同时也能从根本上完善机械设计过程。例如,在机械铸造过程中,应加强对材料流动性、收缩性、吸气性及偏析性等指标的分析;而在焊接过程中,应严格评估材料实用性与敏捷性;在加工铸造期间,应对材料冷缩性、抗冲击强度与可塑性等属性进行分析,并结合机械设计工作需求有目的性的对其进行改善、增强[3]。
  2.3加强机械材料节能环保性能的分析
  在资源供应与社会经济发展之间不对等的时代背景中,可持续发展理念以政策的形式被提出,并在社会各个行业发展中内涵有深化趋势,机械制造领域中材料选择情况,演变成社会群体关注的焦点。在选择材料过程中,应秉持降低能源损耗量与生态环境污染负担的原则,在选择材料时,应全面分析产品功用性、预计使用寿命、产品内在结构特征、安全风险系数、运行环境等因素,环保性应在生产制造、使用和回收三个阶段中有所体现,在保证机械产品制造质量的基础上,尽量减缩材料使用量,减少或规避选用加涂与镀金属原材料,在经济条件允许时,最好选用可自然降解和回收的再生行材料,一方面能提升能源的有效利用率,另一方面也为生态环境“降压”。
  结束语:
  机械运行对我国现代化建设与发展具有明显的促进与支撑作用,也是我国社会经济水平提升的直接动力。本文对机械设计中常见材料的选择与应用措施做出研究,希望与相关人员分享经验,共同提升机械设计水平。当然,在具体实践中,机械设计工作人员一定要立足实际,选择成本低廉、性能优良的材料,树立创新意识,以为机械行业发展做出更大的贡献。
  参考文献:
  [1]张健.化工机械设计中材料的选择和应用研究[J].天津化工,2019,33(01):51-52.
  [2]耿在丹.金属材料在机械设计中的选择与应用[J].中国设备工程,2018,17(15):165-166.
  [3]文宏.矿山机械产品设计中复合材料的选择与应用[J].世界有色金属,2018,09(09):254+256.
论文来源:《中国电气工程学报》 2019年4期
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