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機械設計中材料的選擇及應用論文
摘要：在中國大陸工業(yè)的現代化進(jìn)程中，機械工程設計幾步更快，而機械工程設計應用在此過(guò)程中也獲得了更廣泛的科學(xué)技術(shù)應用。但隨之而來(lái)的，則是嚴重消耗機械設計材料這一問(wèn)題，甚至不少機械材料都難以對現代機械設計的需求予以滿(mǎn)足。對新能源予以開(kāi)發(fā)利用，并且在具體的機械設計應用活動(dòng)中講究“可持續發(fā)展”變成了如今機械設計中的一個(gè)“發(fā)展趨勢”。
關(guān)鍵詞：機械設計；材料選擇；應用
1機械設計選材的重要意義
隨著(zhù)世界經(jīng)濟一體化，大量機械開(kāi)始應用到城市建設中，其規模正不斷擴大，正在逐步占據了國民經(jīng)濟發(fā)展進(jìn)程中的“關(guān)鍵位置”。在機械工程行業(yè)經(jīng)濟效益不斷提升過(guò)程中，國民經(jīng)濟發(fā)展也獲得了相應保障。在當前，隨著(zhù)機械方面原材料的消耗量不斷加大，我國不得不面對該方面的資源短缺。目前，很多機械設計中所涉及到的原材料難以對加工需求做出滿(mǎn)足。由此可見(jiàn)，實(shí)現機械設計選材的“生態(tài)化”已經(jīng)是勢在必行。
2在機械工程設計中設計材料的選擇和應用應注意的事項
2．1注重選材的經(jīng)濟性與適用性
在機械工程設計這一活動(dòng)中，首先要關(guān)注其材料的經(jīng)濟性與適用性，就設計人員而言，有必要對與其設計活動(dòng)有關(guān)的各種鑄造、生產(chǎn)、裝配、焊接之類(lèi)工藝加以“綜合分析”，遴選其中高質(zhì)量、低價(jià)值的機械材料。以此來(lái)保證材料能夠和設計需求相互契合，有效地展示出機械設計中各種材料的功能，比方說(shuō):在機械鑄造的過(guò)程中，材料的有關(guān)性能應得到保障，如收縮性、流動(dòng)性、吸氣性與偏折性等。但是鍛造工藝卻不同，其應得到保障的性能包括的斷后冷卻性、冷墩性、可鍛性、沖壓性，其焊接工藝有著(zhù)較高的材料敏感性、適用性要求。而機械加工材料又因為其特性各異，使得機械設計工藝獲得了不小的選擇空間，在滿(mǎn)足工藝需求這一前提之下，對材料的各種特性加以把握便成為了機械工程發(fā)展的一個(gè)主要方向。在對機械設計材料適用性有做掌握之后，還應將之和工程預算予以“結合考慮”。一方面要獲得達標的選材質(zhì)量，另一方面也應對材料價(jià)格的經(jīng)濟實(shí)惠性作出保證。而對于機械材料中可循環(huán)利用者，則應盡可能加以循環(huán)利用。
2．2注重選材的節能性和環(huán)保性
在如今，“節能環(huán)�！币呀�(jīng)成為了一個(gè)重要的話(huà)題，在科學(xué)技術(shù)迅速進(jìn)步、社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展過(guò)程中，資源方面也越來(lái)越多地面臨消耗與破壞，以至于環(huán)境問(wèn)題愈演愈烈。目前，國民愈發(fā)具備經(jīng)濟環(huán)保意識，以至于社會(huì )熱議環(huán)境保護話(huà)題———資源消耗、環(huán)境破壞都是其中重點(diǎn)環(huán)節，而作為講究“可持續發(fā)展”的目前社會(huì )，往往必然忌憚生產(chǎn)資源過(guò)度消耗這一問(wèn)題。故而機械設計選材在如今更應講究環(huán)保性和節能性。其間從業(yè)者必須堅持“可持續發(fā)展”這一策略，盡最大可能來(lái)選用低污染、低能耗的工程材料(前提是保障設計需求)，采取合理選材、合理設計的方式，尤其對不可再生資源加以節約，以此來(lái)實(shí)現高效資源利用。
2．3選材的可持續性發(fā)展
在整個(gè)機械設計選材活動(dòng)中，首先要講究發(fā)展的“可持續性”，尤其要在機械工程設計方面更應如此。盡最大努力從設計需求出發(fā)，結合材料特性實(shí)現設計應用，保證對應用材料潛力充分挖掘。
3機械設計中材料的選擇和應用
3．1實(shí)用性機械材料的選擇應用
在機械設計中，選擇應用材料這一活動(dòng)首先要對機械材料的實(shí)用性做出考慮。在設計中，首先要從設計工藝指標來(lái)選擇材料，并進(jìn)一步做出鑄造、切削、加工、熱處理之類(lèi)一系列活動(dòng)，而上述工藝又會(huì )對其材料特征產(chǎn)生不低的要求，應講究材料和工藝要求之間的“契合”，一方面保證生產(chǎn)需求，另一方面保證零件加工和設計需求相互符合。其加工活動(dòng)尤其要講究材料的耐磨、強度兩方面，并且對加工后外觀(guān)也會(huì )產(chǎn)生很多特殊要求，這就要求從零件需求特征出發(fā)，遴選能夠滿(mǎn)足加工需求的材料。
3．2載荷類(lèi)型機械材料的選擇應用
在加工過(guò)程中失效現象往往難以避免，而在機械零件運行過(guò)程中，抑制失效問(wèn)題也隨之而來(lái)，究其原因，多來(lái)自于的材料負荷能力差異。為對機械設計正常應用做出保證，這就需要對材料選擇應用加以嚴格掌控。為此，選材時(shí)應對材料荷載能力做出重點(diǎn)估算，合理選擇優(yōu)質(zhì)材料。
3．3低消耗機械材料的選擇應用
中國大陸各行各業(yè)幾乎都應用了可持續性發(fā)展戰略，就機械設計層面而言，其首先要求設計選材和應用要講究無(wú)污染、低消耗。機械設計這一活動(dòng)中，加工處理材料的活動(dòng)也應講究“低消耗”和“環(huán)�！�。在此過(guò)程中，目前對機械材料性能、使用壽命等方面影響最大的加工工藝無(wú)過(guò)于熱處理，且后者也會(huì )很大程度上污染環(huán)境。因此，在實(shí)際操作中應最大限度地避免使用熱處理這一工藝，盡量運用冷、熱軋狀態(tài)下性能優(yōu)良的原材料。若難以有效規避的話(huà)，則應選取材料中有更加簡(jiǎn)便的處理流程者，從而對污染、消耗加以最大程度上的降低。
3．4無(wú)害機械材料的選擇應用
在整個(gè)機械設計與加工的過(guò)程里，很多材料會(huì )含有一定元素，從而會(huì )造成環(huán)境乃至人體很大程度的危險。所以在加工之前，應對機械原材料內的含的元素進(jìn)行檢測，杜絕原材料內含有有害元素。
3．5可回收機械材料的選擇應用
在機械設計環(huán)節中，很多零部件都是金屬材質(zhì)的，而部分金屬原材料非常少見(jiàn)，這嚴重阻礙了建設機械化的發(fā)展。在機械設計中鋼材的應用比較常見(jiàn)，而類(lèi)型眾多的鋼材自然會(huì )給回收工作造成很大程度困難。很多“合金”形式的剛才自然會(huì )造成材料在回收時(shí)有所浪費。所以，為了確保整個(gè)機械工程行業(yè)能夠得到長(cháng)遠發(fā)展，應盡量選用那些可以被回收利用的原材料。
4結語(yǔ)
為了避免機械原材料被過(guò)度消耗，減少浪費的情況出現，科學(xué)地運用材料成為機械設計中的重要內容，也是機械設計未來(lái)的發(fā)展趨向。在設計的過(guò)程中充分結合材料的特性，推出新型的環(huán)保機械，使用綠色與經(jīng)濟型的原材料，這才是機械設計發(fā)展的趨向。
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