機(jī)械設(shè)計中的材料選擇及應(yīng)用研究

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計中的材料選擇及應(yīng)用研究</p><p>　　摘要：隨著工業(yè)發(fā)展的高速前進(jìn)，人們對機(jī)械設(shè)計材料的選擇和應(yīng)用的要求也越來越高，做好機(jī)械設(shè)計的材料的選擇十分重要，這也成為了機(jī)械設(shè)計行業(yè)的難點和重點，在保證機(jī)器正常的剛度強(qiáng)度下，節(jié)約材料，環(huán)保節(jié)能，提高機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性，適用性成為了本行業(yè)研究的重點。本文簡述了關(guān)于機(jī)械設(shè)計的材料選擇和應(yīng)用的重要意義，對機(jī)械設(shè)計材料的特點和選擇進(jìn)行了分析。 <

2、/p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；材料選擇；應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號：F407.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　在全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程不斷加劇與城市化建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大背景的作用下，機(jī)械行業(yè)在整個國民行業(yè)中所占據(jù)的地位日益關(guān)鍵，可以說，機(jī)械行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的實現(xiàn)與

3、提高對市場經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)下國民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展起到了決定性的作用，從科學(xué)發(fā)展觀角度來說，現(xiàn)代社會對機(jī)械設(shè)計中材料的選擇與應(yīng)用工作也提出了新的要求，相關(guān)工作人員需要在確保機(jī)械設(shè)計材料滿足機(jī)械施工作業(yè)基本需求的基礎(chǔ)之上，做到使機(jī)械設(shè)計整體能滿足經(jīng)濟(jì)社會，生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展要求。 </p><p>　　相關(guān)研究學(xué)者提出，在整個機(jī)械設(shè)計的材料選擇與工作當(dāng)中，我們不僅需要重視各個材料零件的合理性，更要注重對各種零件之間協(xié)調(diào)配合性能

4、的研究，那么，如何做好機(jī)械設(shè)計中材料的選擇與應(yīng)用工作呢？有哪些工作要點是需要沃恩著重關(guān)注的呢？筆者結(jié)合實際工作經(jīng)驗，就這一問題談?wù)勛约旱目捶ê腕w會。 </p><p>　　一、機(jī)械設(shè)計中的材料的選擇和應(yīng)用的分析 </p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境、資源等諸多問題也慢慢隨之浮出水面，在大量開發(fā)之后一些機(jī)械設(shè)計中重要的資源已經(jīng)變得越來越少，盡管我國地大物博，但人口眾多導(dǎo)致了人均占有

5、量居世界末尾，同時一些競爭引發(fā)了資源的不穩(wěn)定性，使得機(jī)械制造的材料成本增高，進(jìn)一步壓縮了應(yīng)用空間，因此我們應(yīng)該在機(jī)械設(shè)計的材料選擇方面做更多的研究，以便于減輕機(jī)械制造的負(fù)擔(dān)，增加機(jī)械效率，提高機(jī)械壽命，同時也做到節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境，為可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 </p><p>　　二、材料選擇和應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計中的注意事項 </p><p>　　材料選擇是機(jī)械設(shè)計的最重要最關(guān)鍵的內(nèi)容之一，關(guān)系到

6、整個設(shè)計的工作質(zhì)量。我認(rèn)為，想要做好選擇工作，首先要滿足設(shè)計產(chǎn)品的實用性，其次，是經(jīng)濟(jì)性、可操作性以及安全性，最后是要符合可持續(xù)發(fā)展的要求。所以，我認(rèn)為，在機(jī)械設(shè)計材料的選擇工作中，以下幾個方面需要工作人員注意。 </p><p>　?。ㄒ唬C(jī)械設(shè)計中材料選擇滿足機(jī)械零件應(yīng)用要求 </p><p>　　實踐表明，機(jī)械零件的失效其最大的原因就是因其外載荷所造成的，而且，這是一個不能避免的矛盾

7、而衡量這個矛盾在我們的設(shè)計工作中，是用材料載荷性能以及需求的外載荷的大小作為評價指標(biāo)的。比如： </p><p>　　對于載荷可以使得零件彎曲或者扭曲，或者零件會因載荷而彎曲、拉伸和壓縮。我們可以用中碳鋼調(diào)質(zhì)或 </p><p>　　低碳鋼滲碳的加工方式對其進(jìn)行加工，或者選擇材料各部分性能比較均勻的零部件材料來確保零件的實用性。 </p><p>　　（二）機(jī)械設(shè)計

8、中材料的選擇滿足經(jīng)濟(jì)型 </p><p>　　零部件材料的缺乏，面對的卻是滿足社會和發(fā)展的大量需求。這就要求工作人員在設(shè)計的同時，必須考慮到其經(jīng)濟(jì)性。不能使材料浪費，以及材料性能的浪費。比如根據(jù)零部件尺寸和其心部的強(qiáng)度等來確定選擇材料和材料的深度,就應(yīng)注意不應(yīng)太多的用材料不然會增加其成本。就像有效截面面積＜50mm,便可用20Cr;而截面面積為50-150mm且重量＜50千克的話,就可以選擇20Crmnti等。如

9、此的設(shè)計就可以有效的節(jié)約成本，降低浪費的價值。 </p><p>　?。ㄈC(jī)械設(shè)計中材料選擇滿足環(huán)保性 </p><p>　　環(huán)境問題已經(jīng)成為全世界關(guān)注的話題，機(jī)械設(shè)計中材料的選擇更是要注意到這一點。工業(yè)垃圾、廢料垃圾、白色污染，都是設(shè)計人員在設(shè)計時應(yīng)注意的問題。設(shè)計是生產(chǎn)的開始。并且決定著生產(chǎn)，以環(huán)境換取經(jīng)濟(jì)的方式是不可取的。這是關(guān)系人類發(fā)展和生存的重大問題。作為設(shè)計的執(zhí)行者必須要重

10、視材料選擇和應(yīng)用的環(huán)保性。 </p><p>　　機(jī)械設(shè)計中材料選擇的重點問題 </p><p>　　材料選擇作為機(jī)械設(shè)計最關(guān)鍵的內(nèi)容之一。其工作質(zhì)量的好壞將直接關(guān)系到整個機(jī)械設(shè)計工作質(zhì)量的好壞，想要做好機(jī)械設(shè)計中的材料選擇工作。首先要使材料滿足機(jī)械部件在運行過程中各種機(jī)械性能、屋里性能以及化學(xué)性能的要求，在此基礎(chǔ)上，還要兼顧機(jī)械生產(chǎn)與加工過程中的可操作性、經(jīng)濟(jì)性、以及安全性。 </

11、p><p>　　四、機(jī)械設(shè)計材料的選擇原則 </p><p>　?。ㄒ唬┹d荷應(yīng)力大小和性質(zhì)這方面的因素主要是從強(qiáng)度觀點來考慮，用在充分了解材料的力學(xué)性能的前提下來進(jìn)行選擇。脆性材料原則上只適用于只在靜載荷下工作的零件。在多少有些沖擊的情況下，應(yīng)以塑性材料作為主要使用的材料，。金屬材料的性能一般可通過熱處理加以提高和改善，因此，要充分利用熱處理手段來發(fā)揮材料的潛力。對于最常用的調(diào)質(zhì)鋼，由于其回火

12、溫度的不同，可得到力學(xué)性能不同的毛坯。 </p><p>　?。ǘC(jī)械的工作情況 </p><p>　　工作溫度對材料選擇的影響，一方面要考慮互相配合的兩零件的材料的線膨脹系數(shù)不能相差過大，以免在溫度變化時產(chǎn)生過大的應(yīng)力，或者是配合松動；另一方面也要考慮材料的力學(xué)性能隨溫度而改變的情況。 </p><p>　　（三）零件的復(fù)雜程度及材料加工可能性 </p&g

13、t;<p>　　結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件宜選用鑄造毛坯，或用板材沖壓出元件后再經(jīng)焊接而成。結(jié)構(gòu)簡單的零件可用鍛造法制取毛坯。 </p><p>　　機(jī)械設(shè)計中材料應(yīng)用工作的重點分析 </p><p>　　材料的應(yīng)用作為材料選擇工作質(zhì)量好壞的體現(xiàn)與延伸，在整個機(jī)械設(shè)計中發(fā)揮著不可忽視的作用，機(jī)械設(shè)計中的材料選擇工作的合理性固然重要，材料應(yīng)用工作的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性同樣值得設(shè)計人員加以密切的關(guān)

14、注，可以說，如何在確保材料選擇工作質(zhì)量的前提下，正確處理好材料應(yīng)用中經(jīng)濟(jì)性、可操作性以及節(jié)能環(huán)保性的統(tǒng)一，已成為機(jī)械設(shè)計工作的重要課題，這也是機(jī)械生產(chǎn)與加工行業(yè)蓬勃發(fā)展的必然選擇。在機(jī)械設(shè)計材料的應(yīng)用工作中堅決貫徹落實可持續(xù)發(fā)展觀念，就需要做好以下兩方面工作； </p><p>　　1 機(jī)械設(shè)計中材料應(yīng)用工作需要做到適用性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一 </p><p>　　設(shè)計人員需要明確一點，適用性與

15、經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一是當(dāng)前在機(jī)械設(shè)計材料應(yīng)用工作中首先要考慮的問題之一。 </p><p>　　2 機(jī)械設(shè)計中材料應(yīng)用工作需要做到環(huán)保性與節(jié)能性的統(tǒng)一 </p><p>　　機(jī)械設(shè)計材料應(yīng)用工作環(huán)保性與節(jié)能性的統(tǒng)一作為生態(tài)經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)發(fā)展過程中可持續(xù)發(fā)展觀念賦予機(jī)械設(shè)計工作的新要求，需要引起設(shè)計人員特別的關(guān)注。經(jīng)濟(jì)社會在發(fā)展過稱重對于各種不可再生原材料的需求與能耗，最終勢必會給機(jī)械設(shè)計材料的選擇與

16、應(yīng)用工作埋下嚴(yán)重的隱患，因而材料應(yīng)用工作中節(jié)能型與環(huán)保性的統(tǒng)一已為我們下一步工作的重點，以機(jī)械設(shè)計鑄件環(huán)節(jié)材料的應(yīng)用工作為例，鑄件設(shè)計階段5%左右的成本決定著80%左右的鑄件生產(chǎn)成本。這帶給我們的啟示是：關(guān)注機(jī)械設(shè)計材料應(yīng)用階段的節(jié)能環(huán)保，不僅可以有效節(jié)約原材料和成本，減少不必要的能源耗費。與此同時，廣泛的創(chuàng)新空間還能夠滿足機(jī)械設(shè)計中材料應(yīng)用環(huán)節(jié)的環(huán)保性要求 </p><p><b>　　結(jié)語 <

17、/b></p><p>　　伴隨著社會的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的增長，需求的增大和資源的匱乏，對于機(jī)械設(shè)計中材料的選擇和應(yīng)用是一個很大的考驗，本文就此稍作討論，希望有助于機(jī)械設(shè)計工作者。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]濮良貴機(jī)械設(shè)計高等教育出版社2011 </p><p>　　[