機械設計方法與其他方法的對比論文
摘要：一次性機械和普通應用的機械構件不同，它不承擔交變載荷或者只承擔短期的交變載荷，而且其工作壽命較短，有些使用一次后就不再使用。所以，一次性機械設計的方法和普通機械設計的方法有所不同。本文從一次性機械設計方法的主導思想入手，首先分析了一次性機械設計方法和可靠性設計方法與有限壽命設計方法的對比，然后研究了一次性機械設計方法和與其他現代化方法的對比，為一次性機械設計方法的研究提供了可參考的意見(jiàn)。
關(guān)鍵詞：一次性機械；設計方法；對比
1一次性機械設計方法的主導思想
機械零件的失效方式主要有表面損傷失效、斷裂失效、破壞正常工作條件失效和變形失效等。所以，機械零件的失效除了非正常的原因外，大多是由于工作時(shí)間較長(cháng)引起的。常規機械零件的設計都會(huì )留有余量來(lái)延緩疲勞和磨損等失效形式的發(fā)生，但一次性機械的使用壽命較短，一些失效形式不會(huì )發(fā)生在一次性機械中。在一次性機械零件的設計中，不用預防疲勞，只要保證其在使用中不會(huì )受力破壞即可。一次性機械的設計一般只考慮靜力破壞，即一次最大載荷作用下的破壞。另外，一次性機械的設計還應考慮將體積和重量最小化，去掉余量，保證靜應力小于強度極限或者屈服極限即可。一次性機械是一類(lèi)特殊機械，其設計方法的相關(guān)研究也是一個(gè)新的.方向。就一次性機械設計的現代化方法而言，和優(yōu)化設計、可靠性設計和有限壽命設計等方法有所不同，下文是具體的分析。
2一次性機械設計方法和可靠性設計方法與有限壽命設計方法的對比
可靠性工程的起步較早，距今已有半個(gè)多世紀的歷史。但是其相關(guān)的發(fā)展是以電子產(chǎn)品為主導的，在機械產(chǎn)品的相關(guān)發(fā)展起步較晚。再者，因為機械產(chǎn)品在應用中的情況比較復雜，其載荷分布和強度分布的數據不能細致的分析，所以，在機械產(chǎn)品方面的可靠性應用不夠廣泛�？煽啃怨こ淌且环N研究設計參數和其影響因素的隨機性特性的專(zhuān)門(mén)學(xué)科，機械產(chǎn)品卻在實(shí)際工程應用中受環(huán)境的影響，機械所受的力和其應有的強度是離散的隨機變量。所以，一次性機械的設計方法是在傳統的可靠性設計上再引入數理統計和概率論的相關(guān)知識。也可以說(shuō)，一次性機械的設計方法是升華后的可靠性設計，兩者有一定的相關(guān)性，卻有著(zhù)設計內容上的差異。機械結構有限壽命設計方法是用壽命指標和產(chǎn)品可靠工作時(shí)間代替了經(jīng)驗設計中的保險系數，以此來(lái)增加機械結構的可靠性。隨著(zhù)機械使用時(shí)間的增加，其性能會(huì )因疲勞磨損而劣化或者喪失。有限壽命設計要求機械在其使用壽命期間，不會(huì )因為疲勞磨損而產(chǎn)生失效的現象。傳統的有限壽命設計法是考慮機械在最大載荷和最危險的情況下不會(huì )失效，現代的有限壽命設計方法融合了材料力學(xué)、計算力學(xué)。實(shí)驗力學(xué)和斷裂力學(xué)等多種學(xué)科，通過(guò)測試工程機械的實(shí)際受力狀態(tài)，利用計算機進(jìn)行受力分析，最終得出科學(xué)的壽命設計。一次性機械的使用壽命較短，一些失效形式不會(huì )發(fā)生在一次性機械中。所以，一次性機械和有限壽命設計方法與可靠性設計方法的區別主要有以下兩點(diǎn)：（1）設計對象不同。一次性機械設計方法針對的是使用壽命較短，且在工作中不承受交變載荷或者短時(shí)間承受交變載荷的機械，這要求機械在壽命內完成任務(wù)即可。有限壽命設計方法和可靠性設計方法針對的都是長(cháng)期使用的機械，這些機械的失效都是由疲勞磨損引起的。（2）主導思想不同。一次性機械在達到疲勞點(diǎn)之前就會(huì )達到使用壽命，所以在設計中不用留下磨損余量，只需要根據靜應力強度設計體積最小和質(zhì)量最輕的結構就可以�？煽啃栽O計卻需要根據應力計算概率分布，使設計的零件有可預測的壽命和失效率。有限壽命設計需要根據各種理論估算零件的壽命，最大化估計失效時(shí)間。
3一次性機械設計方法和與其他現代化方法的對比
機械設計的方法除了上述的有限壽命設計方法和可靠性設計方法外還有優(yōu)化設計，這種方法是在一系列的限制條件滿(mǎn)足后，求最優(yōu)的設計參數。這種設計方法的計算量相當大，需要分析多種參數對設計的影響。但是在計算機廣泛的應用在機械設計領(lǐng)域后，該方法有了長(cháng)足的發(fā)展。依托計算機的發(fā)展而興起的設計方法除了優(yōu)化設計外，還有有限單元設計方法等。與現代化的設計方法相比，一次性機械設計的對象、設計思想和設計目的都有不同。不同的設計方法完善了機械設計的整個(gè)領(lǐng)域。
4結語(yǔ)
一次性機械的設計是較新的設計方法，它的設計思想、設計內容和設計目的與其他幾種方法有一定的差異。而且一次性機械的適用范圍也較廣，在很多領(lǐng)域都是必不可少的。所以，關(guān)于一次性機械設計方法的研究還需要更進(jìn)一步，使之逐步完善，更好的應用在實(shí)際的機械工程中。
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