针对机械结构动态设计的几点探讨

贾　伟，何垠均（陕西长岭电子科技有限责任公司，陕西　宝鸡　721006）

针对机械结构动态设计的几点探讨

贾伟，何垠均
（陕西长岭电子科技有限责任公司，陕西宝鸡721006）

机械结构设计是机械设备加工生产的重要环节，而机械行业的快速发展，这对于机械结构设计提出了更高要求，在实际的设计过程中应坚持动态化理念，从多方面进行机械结构动态设计，确保机械结构的合理性和科学性。本文分析了机械结构动态设计要求，阐述了机械结构动态设计方法，以供参考。

机械结构；动态设计；结构设计

当前，机械领域不断持续发展，传统的机械结构设计已经无法满足市场需求，为了提高机械结构设计水平，结合相关设计要求，在机械结构设计过程中采用合适的技术，从多角度、多方面进行机械结构动态设计，科学修正机械结构，完善机械结构性能。

1　机械结构动态设计要求

近年来，机械产品逐渐朝着轻量化、高精度、高速方向发展，噪声、振动等问题越来越突出，设计人员越来越重视机械产品的性能，为了提高机械结构设计水平，应加强机械产品的试验模态分析，全面了解机械产品的动态特性，考虑到原动机激励影响、输入速度波动、运动副间隙、构件弹性变形等因素，机械产品具有独特的阻尼特性和固有频率，分析机械产品的动强度和运行情况下的振动状况。机械结构动态设计主要是结合机械产品的性能要求和使用特性，构建科学合理的动力模型，优化机械设计流程，受到动态载荷作用影响，改进机械产品的弹性系数、阻尼系数、构件尺寸、结构形式等，在实际的动态化设计过程中，设计人员应仔细分析机械结构设计薄弱环节，结合机械结构模型模拟状态，有针对性地进行改进和优化。机械结构的动态化设计过程中要积极完善各种参数，选择合适的变量信息，实现机械结构的最优动态设计，做好机械结构的实践设计，并且动态化的机械结构设计应满足精细化设计要求，构建稳定、高效的机械结构模型，采用合理的设计方法，不断提高机械结构动态化设计水平。

2　机械结构动态设计方法

2.1常用技术

2.1.1ANSYS技术

机械结构动态化设计中采用ANSYS技术，这种软件提供简单的计算程序和稳定操作，结合机械结构设计要求，分析机械结构设计问题，以此为基础，改进机械结构设计流程和步骤，构建有限元。在使用ANSYS软件系统时，结合机械结构设计具体需求，然后配合应用CAD软件，准确计算机械结构数据。当前，ANSYS软件在家电、交通等领域机械结构设计中应用广泛，及时反馈机械结构设计结果，分析机械结构动态非线性变化，消除机械结构设计误差，全面提高机械结构设计的合理性和准确性。

2.1.2有限元建模技术

机械结构设计过程非常繁琐、复杂，在具体设计中基于有限元建模理论，优化机械结构动态设计，通过运用有限元建模，完善机械结构，将机械结构有限元建模趋于真实区域，把机械结构动态设计合理划分为不同单元体，在同一个求解区域中组合不同单元体，合理规划机械结构，结合几类常见的机械结构，应用有限元技术模拟机械结构几何形状，分析不同结构数值设计的优劣，在机械结构动态化设计中运用有限元建模技术，合理求解单元函数，计算出机械结构设计未知函数表达式。

2.2动态化设计

2.2.1优化设计

由于机械产品的多样化，机械结构动态设计也越来越复杂，在整个设计工作中需要使用复杂的工艺和技术，这使得机械结构设计增加了很大难度，为了改善机械产品性能，应优化和修改机械结构，从多方面改进机械结构动态化设计，提高机械结构设计的稳定性和灵敏度。在设计中仔细分析机械结构的特征向量，改进机械结构的数据计算，全面考虑影响机械产品使用性能的影响因素，机械结构动态化设计过程中若变量比较小，应根据机械设备设计理论基础，创新设计方法，结合机械产品动态特性，模拟相关设计特征，注意机械产品局部近似分析。若机械产品的变量较大，可以采用人工神经网络设计方法，全面分析机械结构振动特性，提高机械产品结构的牢固性和稳定性。

2.2.2认真解决逆向型问题

逆向问题是机械结构动态设计中面临的主要问题，有些机械产品设计虽然符合动态特征要求，然而机械结构的刚度矩阵和相关参数无法有效结合起来，所以在机械结构动态设计中相关设计人员可以将机械结构设计参数转换为逆特征值，分析机械产品特征信息，其中最重要的是求解有限元逆特征值，分析机械结构使用特性和设计参数，通过线性方程进行求解，准确计算机械结构各构件尺寸。设计人员应注意解决机械结构设计中的逆向问题，应用模糊理论，通过实例验证机械结构的可行性，构建合适的有限元模型，使机械结构动态设计越来越准确，不断提高设计水平。

2.2.3运用计算机信息技术

机械结构动态设计中要积极运用计算机信息技术，如仿真技术，对机械产品结构进行信息化建模，实现自动化、智能化的机械结构动态设计。设计人员在分析机械结构动态设计时，运用机械动力技术、虚拟技术等学科知识，从整体角度出发，满足机械产品的性能需求，在虚拟环境中消除机械结构动态设计误差，不断进行优化和改进，减少机械结构设计计算量，提高机械结构设计准确性，完善机械产品的使用性能。

3　结束语

机械结构的动态设计是一项非常复杂、专业的过程，其涉及动力、电子等学科知识，仔细分析机械结构使用性能和动态特性，结合相关技术应用和动态设计，积极采用多项优化措施，提高机械结构动态化设计的科学性和合理性，充分体现机械结构动态设计的价值。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.256

贾伟（1986-），男，四川德昌人，本科，助理工程师，研究方向：机械结构设计。