新型机械设计理论在汽车工程中的运用研究

摘要：近年来，社会的快速发展，也带来其他各行各业的发展，机械技术行业也迎来了新的发展机遇。在这一背景下，带动了我国汽车制造业的快速发展，并推动其向国际标准靠拢。但同时，社会各行各业中的竞争也日趋激烈，这就要求现有的市场经济体制不断改革完善，更好地适应出现的新问题及新情况。就目前来看，社会需求对汽车制造业的要求越来越高，而首要表现的就是在机械产品要求上，如性能、质量、外观等。因此，我国必须要充分提高汽车制造业的生产水平及性能质量，且需要充分考虑环保要求，全面提升汽车制造业的质量水平。这就要求在推动经济发展的同时，还应研究更科学先进的技术，从而保证汽车制造更加符合社会需求。本文充分考虑现有的实际情况，对新型机械设计理论进行了研究，并探讨了将其运用在汽车工程中的效果。

关键词：新型机械设计理论;汽车工程;运用

0  引言

从整个人类的发展历史来看，推动人类社会进步的根本因素是经济的发展以及科技的进步。科技的发展最大程度的改变了人类的生产及生活方式，如人们出行方式的改变。如今，汽车已经成为社会上十分普遍的交通工具，它的制造水平如何也从某种程度上反映出制造业的发展情况。从另一个层面来看，机械设备的发展也使得社会生产力获得新的进步，现今人们的生活水平提高，也使得机械设计应用有了更广阔的需求[1]。而汽车行业的发展也使得新型机械设计理论在汽车工程中的应用研究有了立足之本。

1  新型机械设计理论研究意义及方向

从我国汽车制造业发展历史来看，机械是其中一个重要部分。而在人类社会的发展历史中，机械化生产也是其中重要一环。現今人类社会的经济发展呈现着稳步上升的趋势，而在这一背景下，社会对机械设备的需求量也在逐步上升。而机械设计的不断进步，解放了人们，使得其从原有繁重的工作及出行方式中解脱[2]。而进入21世纪后，机械设计理论也发生了较大的改变。

1.1 新型机械设计理论研究意义

从个人角度来看，汽车设计中应用的机械设计制造理论的合理应用可以为其带来相应的经济收益，因此拉动更多的制造厂投入资金、时间、精力，研制出更为科学先进的设计，在满足人类生活出行需要的同时，也期待获得更大的效益。就目前来看，社会发展的内生因素主要是科技的推动，因此从某种程度来看，汽车制造厂的机械设计也可以对社会经济生产发展产生拉动作用。可以说，两者是互相拉动互相促进的作用。想要机械设计对接下来的经济发展还将产生积极作用，就需要保证机械设计可以与时代要求相呼应，与人类需求相符合。因此，设计人员需要结合新型设计理论，研究出更符合经济发展以及人们需要的产品，只有这样才能满足经济效益与实用性质双重要求[3]。

1.2 新型机械设计理论发展方向

就目前来看，现今市场是呈现多元化趋势，制造业市场也不例外，加上社会发展对机械产品的要求越来越高，也越来越全面，造成机械设计理论必须努力迎合市场的需要，因此出现一系列重大的变化。简单说，我国新型机械设计理论都是要符合实际的需求，要保证依据理论设计出来的产品在社会上有需求，要符合智能化、多样性、效率高等特点。因此可以说，我国现今开展的机械设计工作已经不是传统意义上生产一个零部件那么简单了，而是要多方考虑，充分满足社会大众需要，通过满足大众需要，拉动经济获得进一步发展。另外，在设计外观、设计时间以及使用寿命上也有了更高的要求[4]。

2  新型机械设计工作的现状

在我国制造业的生产过程中，机械是其中十分重要的一环，也是不可或缺的部分，尤其是一些在人类生产生活中起到关键作用的一些机械化生产工作，在社会发展中有着更为重要的作用。随着社会的不断进步以及科技技术的进一步发展，机械设备也获得新的发展，机械设备不断丰富，从而将人类从以往繁重或危险工作中解放出来。就目前来看，虽然在我国经济不断发展的基础上，机械设计及理论相较于以往都有了长足进步，但其中还存在一些明显问题，阻碍机械设计工作的进一步发展。这就要求从事机械设计工作的人员充分深入研究，开展科学试验，讨论实际问题，从而推动问题的有效解决。以往，我国制造业的工业增加值已经经过不断的发展跃居世界第二，因此我国不论从哪个角度来看都可以算作是世界制造业大国。但是世界第二并不意味着我国已经走上了制造业强国之路。制造业大国与制造业强国是量和质的本质差异[5]。我国目前的机械设备及其产品还没有拥有完全的自主知识产权，产品制造质量以及设计水平与发达国家相比也还有很大的差距。另外，在机械产品功能上也是缺乏严重创新。从我国建国以来到现今，经过几十年的发展，我国机械设计水平已经有了很大进步，但与美日德一些制造强国相比较，还处于落后地位。这种长期的落后也说明了我国机械设计理论方法及技术缺乏自主创新，也预示着我国加紧开展机械设计理论研究，创新机械设计工作的重要性。因此，种种因素重重加码要求我们必须要进一步加深机械设计理论研究，创新机械设计工作，进一步提升机械设计理论水平与设计水平，从而将新型设计理论完美地应用在制造业中，才能推动我国制造业获得新的发展[6]。

3  新型机械设计理论在汽车工程中的应用研究

随着工业革命的发展及深入，人类在发展过程中出现了第一辆汽车。而随着工业化进程的加快及汽车工业的进一步发展，汽车已经成为改变人们生活方式及出行方式的重要工具。汽车带来的便捷性使得人们的生活质量得到显著提高，也使得人类文明发展踏入一个新的台阶。但尽管经过几十年的发展，我国汽车产业已经获得很大的发展，但应用现今的科学技术投入汽车产业中还存在一定局限性。新型机械设计理论的出现以及其基本原理在汽车工程中的有效应用可以对我国汽车产业的进一步发展起到有效推动。下面分析一下新型机械设计理论在汽车工程中的应用情况：

3.1 噪声和振动上的应用

汽车现今已经成为人类出行、经济发展的重要一环。因此，汽车各项零部件是否能有效发挥作用，是保证人们出行安全的重要因素，也对人们出行交通安全产生重要影响。如果汽车中的零部件出现问题或事其他组成设备出现问题，势必将会影响到汽车的行驶安全。汽车无法安全行驶，甚至出现故障，故障性振动就是其中一个重要问题[7]。在汽车处于工作条件下时，乘客会感受到噪声及振动情况，而这些都是对汽车质量进行判断的一个重要指标。这项指标将会对汽车舒适性评价产生影响，对汽车产品的形象产生直接影响。而要想减少对汽车噪声及振动的不利评价，就需要避免输入载合频率与结构模态频率接近，这时可以充分利用频率分布表完成工作。这样一来不仅使得振动频率分配更好开展，也可以对振动过程中产生的耦合情况及时消除，对产品的振动特性改善也有着积极作用。利用NVH分析不仅可以得到新车型研发的性能指标，还能对设计及制造环节中的问题有效完善。这种分析方法不仅在设计成本上有着积极作用，在开发周期上也很好地保障了新设计车型。

3.2 汽车结构强度及模态分析、结构优化上的应用

现今世界经济总体呈现向上发展的趋势，在这一背景下，对现代汽车结构、性能及行驶技术也有了更高的要求，它要求现代汽车满足节能、舒适、安全、降低排放等要求。而在這一要求下，车身轻量化发展成为主要趋势，车身轻量化要求对汽车框架及结构进行优化，在车身制造上要求采用高强度低密度材料，可以使用的材料有高强度板料等。而车身作为汽车的主体构成，它本身必须有着足够的强度，从而对整个汽车的使用寿命进行保证，车身有着足够刚度也可以是的汽车装备及使用符合要求[8]。在机械创新设计以及检测技术的使用过程中，机械有限元分析方法可以对车身的使用要求有效满足，主要应用在两方面：一是在汽车设计中分析汽车的结构件、主要机械零件所具有的强度、稳定性以及刚度要求。二是在汽车结构分析中充分利用有限元法对汽车各构件开展模态分析。同时利用计算机可以对汽车各构件所产生的振动模态充分清晰观察，这就让结构动态设计工作更为方便。因此，有限元分析法在汽车结构应用过程中起着有益作用，可以使得车身设计水平大幅度提高。

4  结语

随着社会各项条件的不断发展，汽车业也获得长足进步。而在汽车设计与制造过程中，需要充分与工程技术结合，机械设计工作的基本原理以及基本设计理论在制造业中有效应用其前景是十分广阔的，尤其在汽车工程中应用，所产生的效果是十分明显的。它不仅可以使得汽车工程技术获得进一步发展，还使得汽车工程及设计工作的具体应用得到推动，对汽车工程在新的经济条件下的发展起着积极作用，也有效推动社会发展。在实际生产中，需要充分考虑到汽车零件可能产生的磨损以及汽车变速器、减速装置的设计，这些都需要在新型机械设计理论中加以改进的。通过新型机械设计理论的完善发展，推动机械设计工作的进一步发展，从而对汽车工程的进一步发展也有着积极作用。

参考文献：

[1]姜明亮.新型8速双离合自动变速器电液系统研究[D].安徽：合肥工业大学，2017.

[2]田振国.新型机械设计理论在汽车工程中的运用分析[J].中国科技投资，2019（8）：197. DOI：10.3969/j.issn.1673-5811.2019.08.171.

[3]李正校，张海康，韩雪松，等.汽车智能化装配系统关键技术研究及工程应用[Z].中国汽车工业工程有限公司，天津大学， 机械工业第四设计研究院有限公司，2015.

[4]王礼法.碳纤维管状立体织物复合材料机械性能测试与研究[D].上海：东华大学，2015.

[5]张淑妹.新型SMA阻尼器对结构振动控制的理论研究[D].河北：河北工业大学，2014.DOI：10.7666/d.D681038.

[6]李刚.环卫作业车液压机械复合变速器特性研究[D].重庆：重庆大学，2014.

[7]曾敏.汽车起重机快速可靠设计的研究[D].重庆：重庆大学，2012.

[8]黄国全.基于并联机构的多维减振座椅设计[D].江苏：江苏大学，2012. DOI：10.7666/d.y2092706.

作者简介：景大鹏（1992-），男，满族，辽宁本溪人，中共党员，本科，研究方向为数字化制造技术。