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试论机械设计中的材料的选择和应用

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试论机械设计中的材料的选择和应用
时间:2017-01-15 10:31:06     小编:刘晨

摘 要:机械设计需要考虑的问题很多,是一个产品具有先进性、适应性的依据和基础。其材料的选择也是在机械设计环节需要重点考虑的问题之一,本文重点分析了材料选择的重要性,探讨了材料具体选择和应用,提出了经济性、集约性与使用性能的兼顾统一的材料选择建议。

关键词:机械设计;材料;经济;使用

1 引言

机械设备作为现代工业发展的重要标志,不断改变着现代社会,实现人们生活、工作、学习的便利性,效率提升。机械设备的材料直接影响其工作的有效性,使用寿命等,是整个机械设计之初最为关键的问题,选择恰当的机械工程材料,可以实现机械的正常工作。目前,国内标准件在生产和加工工艺上还是存在一定的问题,主要就是因为标准件的材料在热处理等环节还存在一定的技术瓶颈,因此需要有国外的进口,由此可见材料在机械设备中的作用十分重要。在进行相关机械的设计时需要充分考虑一系列的综合因素,实现材料选择科学合理。

2 材料选择的重要性

随着我国工业的发展,机械设备向着大型、微型的极限方向发展,其材料的重要性开始越发重要,由于国内的加工工艺的限制,很多机械在向着大型和微型方向发展的时候,出现了很多的问题,这些问题直接影响了机械设备工作性能,当机械材料强度达不到使用要求的时候,一些机械设备的工作范围将大大缩小。同时随着这些人们环境保护意识的不断增强,大家开始更多关注机械设备在使用过程中对环境的影响,一些机械材料在使用的过程中可能对周边环境产出影响,因此在选择机械材料的时候需要进一步构建建材的环保性,降低机械材料对周边操作人员的影响。

3 材料具体选择和应用

3.1 实用性考虑

在进行机械设计机械材料选择的时候,第一步需要考虑的就是材料的实用性,是否满足机械工作性能的要求,需要更加机械设备需要承受的工作性能进行相应的材料处理,例如在材料的热处理,加工切削,实现其内应力,硬度、韧性、表面粗糙度等方面的处理,以达到材料需要达到的基本要求。同一类零件在安装在不同位置的时候,所承受的外向应力是不同的,需要对其进行的处理也是不同的,在选择相关的材料时需要充分考虑其实用的具体情况。

3.2 载荷的考虑

在相关机械设计中,需要对其承受的载荷进行有效计算[1]。这种计算的主要目的就是选择合适承载能力的材料进行加工装配,因为承载能力过强,材料的加工成本较大,选择这一材料所需要付出的成本较大,不利于机械的成本降低,提高设备的价格竞争优势,但是当选择的承载能力相对较弱的时候,材料在机械设备中的使用将大大受到影响,其设备的使用寿命将大大降低,可能经常性的出现一些机械事故,影响机械的正常使用。因此在进行材料载荷的考虑时,需要重点关注相关载荷的估算,选择与估算结论相匹配的材料,这样才能实现经济性和使用性的统一。

3.3 环保性的考虑

实现机械设备的环保性是实现相关设备具有长期发展的决定因素,因为现代社会对环境保护的重视程度不断提高,国家也加大对工业企业环保工作的管理力度,因为机械材料的热处理等环节可能对周边的环境产生影响,需要在进行机械设计的时候,删去一些不必要的热处理,这样可以降低企业在进行热处理过程中产生的环境影响,降低企业能耗,这些都是需要在进行机械设计的时候重点关注机械设备在材料上不必要的一些工艺流程,这样可以达到环保性的考虑。

3.4 低毒性的考虑

一些机械材料在使用的过程中可能产生一些对人体有害的物质,这样直接影响机械设备操作者的身体健康。因此在进行机械设计的时候需要重点关注选择材料的低毒性,例如镍元素就是一种工业中有毒的金属材料,在选择的过程中需要避免这种金属材料的选择和应用,就算是必须使用这种有毒的金属材料,需要在与人体产生接触的区域进行有效表面处理,降低有毒金属材料对操作人员的人生伤害。

3.5 回收性的考虑

随着现代集约化社会的发展,人们开始更加注重材料的可循环使用[2]。金属材料在国内储量相对是有限的,需要我们进行可循环的使用,然而不同金属材料进行混合之后,再进行回收将出现一定的难度,由于现代材料学的研究发现,不同金属元素的混合将出现不同硬度、韧性、耐磨性等特征,所以有更多的材料选择的不同金属元素的混合,以增强其使用性能。这样也给材料的可循环使用带来的麻烦,因此需要在进行材料选择的时候,在没有必须选择混合金属材料的时候,就需要单一金属材料,这样可以保证其今后的回收性。

4 材料选择和应用的建议

(1)兼顾经济与使用性能的统一。机械设计的过程中,需要对设计的设备进行有效的估算,对其需要承受的载荷进行充分的推算,这些推算的结论为选择材料的科学性、合理性提供必要的依据。因为材料性能远远超出使用上限的时候,将大大延长机械的使用寿命,造成材料选择的浪费,企业在生产这种材料的时候成本将大大提高,需要考虑其材料的经济性与使用性能的统一,只要满足机械使用要求的材料性能即可,这样可以大大降低材料的经济成本,提高产品的市场竞争力。

(2)兼顾集约性与使用性能的统一。现代社会的集约化发展趋势不断明显,需要企业也实现粗放型发展战略的转变,实现集约化的发展方式,其中的一个重要表现就是材料选择需要体现集约化的要求,不选择那些没有实际应用性的性能,因为这些用不着的性能只能增加材料的加工、处理的成本,这样就需要不断在集约化发展的道路上考虑材料的使用性能保证。只要可以实现材料使用性能的有效保证,可以大大降低材料的加工、处理的集约化发展。省去、兼并多余的加工工艺。

5 结语

机械设备已经成为现代社会中不可缺少的重要产品,提高了工作效率,降低了工作强度[3]。在设计环节中,机械材料的选择是其实现其功能的基础,因此在设计的过程中需要兼顾经济性、集约性与使用性能的兼顾统一,实现材料选择和应用的科学性、合理性。

参考文献:

[1]马艺林,朱东波,陈腾飞,吴松,凌江红,黄群,何平鸽,周科朝等.再增密对机械加工后的C/C复合材料力学性能与生物相容性的影响[J].粉末冶金材料科学与工程,2014,17(05):179-180.

[2]张学辉.浅析材料在机械设计中的选择和使用[J].软科学论坛――企业信息与工程技术应用研讨会论文集,2015,13(01):132-133.

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机械设备能够大大减轻工作人员的工作量,能够有效提高工作效率,同时机械设备的使用情况也代表了一个国家的现代化程度,在科学技术高速发展的今天,机械设备已经是各行各业都必不可少的设施。设计工作在机械制造过程中具有关键性作用,......
单片机在建筑机械中的应用
发布时间:2015-08-04
【摘要】计算机控制相对于人工手动控制的建筑升降机在建筑施工过程中能很大的提高施工效率,很好的保证施工安全。本文运用单片机为建筑升降机设计了一种更加安全准确的数字控制系统。该系统具有根据建筑升降机的实际运行,自动检测位......
有机纳米材料在肿瘤光热治疗中的应用研究
发布时间:2023-06-11
在癌症治疗中,传统的手术疗法、放射疗法和化学疗法会伤害到体内正常的组织以及带来一些其他的副作用。近年来,新的治疗手段如利用近红外光热转换的光热治疗(PTT)己经开始被研究应用于癌症治疗。光热治疗的基本原理是在激光照射条件下......
浅论大学英语听力教材的选择
发布时间:2013-12-19
" 论文关键词:英语听力材料 词汇以及信息特征 学生的听力技能 论文摘 要:本文旨在探讨大学英语听力教材的选择,从词汇以及信息特征两方面了解一下如何选择英语听力材料,从而帮助学生提高自己的听力技能。 我们都知道学习英......
材料之美在书籍设计中的体现
发布时间:2022-11-21
材料是书籍设计和内容的载体,是书籍设计中不可或缺的重要部分,进而也获得了当代设计师的重视。书籍设计发展到今天,随着人们审美需求的增加,材料工艺渐渐成了影响书籍审美的重要因素。因此,书籍设计应从内涵出发,配以恰当的材料......
合理选择包装材料保障巧克力质量安全
发布时间:2023-07-09
时近七夕,巧克力这种具有4000多年历史的以可可为主料的固体甜食,再度受到青年男女的追捧,成为互表情意的最佳礼物。然而,在畅享美味的同时,巧克力在贮藏过程中会产生诸多质量问题,直接影响消费者的品尝体验,严重者甚至会对健康......
试析计算机辅助设计技术的应用
发布时间:2023-06-24
随着科学的发展,计算机技术已经突飞猛进,目前,几乎已经渗透到社会工作的各个领域,其中,计算机辅助设计技术对规划设计水平的提高起到了决定性的作用。 1.计算机辅助设计的功能计算机辅助设计(Computer AidedDesign,简称CAD),是......
作文材料自选厅
发布时间:2022-11-01
李光耀和搞笑诺贝尔奖 【小编小引】搞笑诺贝尔奖并不搞笑,李光耀所做的积极的公众行为指导带给新加坡的是文明有礼的国家面貌、高素质的行为规范、整洁美丽的城市风光,这对于一个国家的发展事关重大,也值得中国深思。 北美洲的......
室温离子液体在无机纳米材料制备中的应用
发布时间:2023-05-19
摘要:室温离子液体的物理和化学性质相对稳定,具有结构可调的特性。作为一种新功能材料广泛用于纳米材料的制备领城。本文就近几年国内外相关研究进展,对室温离子液体在无机纳米材料制备中的应用进行综述。 关键词:离子液体;无机材......
试论协商解决环境纠纷机制的选择
发布时间:2016-09-28
一、解决环境纠纷之困境 ( 一) 环境诉讼的难题 目前我国司法实践中,环境诉讼已逐渐成为环境管理的重要组成部分。而我国环境立法在加快生态文明法治建设中的最显著的成绩,就是有关应对和解决环境纠纷的相关立法有了重大的突破。国际......
机械设备在钢结构构件加工中的应用
发布时间:2023-05-24
摘要:随着社会经济的发展与科学技术的进步,为生产建设所需的工程机械设备的需求提供了有力保障,而机械设备是进行生产建设的重要保障,尤其是现代社会生产建设的发展,越来越向着机械化生产的方向探索,这对机械设备的生产水平有了......
机械结构优化设计应用与趋势研究
发布时间:2022-10-21
摘要:随着我国社会经济的快速发展,机械生产已经代替了人工生产方式。本文就针对机械结构优化设计与发展进行了分析与研究,为机械制造业的稳定发展提供良好的保障。 关键词:社会经济;结构设计;机械生产 中图分类号:F407 文献......
机械设计与机械制造的技术探讨
发布时间:2023-03-05
通过实践的设计才算真正的完成品。机械设计同样作为机械制造的前提,合理有效的设计才能为机械制造带来实践基础。下面是小编搜集整理的相关内容的论文,欢迎大家阅读参考。摘要:近年来,我国工业生产领域飞速发展,一定程度上提升了我国的经济效益,在这一过程中,机械设计和机械制作技术的重要性突显出来。鉴于此,文章分别对机械设计技术和机械制造技术及其未来发展趋势展开了探讨,希望对我国工业生产领域综合竞争力的提升奠定.........
模具材料的选用及性能优化分析
发布时间:2022-09-22
1 模具材料的选用 模具材料的选用需要集合模具的具体生产条件和工作条件以及材料的性能等因素进行选择。 1.1 模具的工作条件 不同的工作条件下,模具材料的选择存在一定的差异,具体如下: (1)在模具的工作过程中,对材料强度......
市政给水管道施工中选材的合理选择
发布时间:2015-09-11
【摘 要】在市政建设的过程中,给水管道是不容忽视的一个部分,所以在施工的过程中一定要对每一个环节都进行严格的控制,只有这样,才能更好的发挥其功能。在市政工程建设的过程中,选材占据着十分关键的位置,选材直接影响到了工程的......
探讨《材料科学基础》实践环节中的项目教学设计与应用
发布时间:2017-06-19
对高等学校材料类相关专业的学生来说,《材料科学基础》是最主要的专业技术基础课。该课程以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象,主要研究材料的成分、结构、性能和应用之间的关系及其变化规律,为后继材料性能测试和材料加工等有关课程的学习奠定必要的材料学基础。它是学生在学完基础课程(包括高等数学、大学物理、普通化学等)后,进入专业课程(如材料力学性能、材料物理性能、钢的热处理原理及工艺等)学习前必.........
简析计算机辅助技术在高职院校机械设计教学中的应用实践
发布时间:2023-02-18
在机械设计领域,计算机辅助技术日趋完善,日趋重要,在全国普通高等教育中已基本普及,并开设了相关的一系列的教育课程,本文主要通过在教学过程中遇到的教学案例,结合高职教育的特征,进行相关教学探讨,以期对同行有所启发,对高职......
谈节能机械产品设计和趋势
发布时间:2023-03-05
随着工程机械品种和数量的不断增加,大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物对环境产生了难以估计的负荷。为保护人类十分宝贵且有限的地球资源,实现全球可持续发展,提高操作人员的安全性及工作舒适性,努力达到人、机和环境的亲和,很......
英语应用能力测试中翻译选择题的解题技巧
发布时间:2013-12-19
" 摘 要:根据高职高专英语教学的特点,并结合高等学校英语应用能力测试的考试内容和针对性,总结了这一测试中翻译选择题的解题技巧,以期对高职高专参加此测试的学生和从事高职高专英语教学的教师有一些帮助。关键词:应用能力 翻译 选......
价值工程在管材比选中的应用
发布时间:2022-11-18
【摘要】利用价值工程和石油建设项目预算定额建立站区给水管材的比选模型,并运用此方法对几种管材进行了分析评价,进而通过比选筛出最优方案,使利益达到最大化。 【关键词】价值工程 石油建设项目预算定额 管材 比选方案 石油建......
有关机械设计制造与计算机辅助技术结合应用
发布时间:2017-02-07
计算机信息技术对人类的生产、生活带来了深远影响,目前,各种计算机辅助技术基本发展成熟,并且在各行各业发挥了极大的应用价值,尤其在机械设计制造领域更是发挥了重大作用,不仅提高了工作机械设计制作的工作效率,同时也是提高产品质量的......
试论中小企业融资渠道的选择
发布时间:2023-02-26
一、从信用缺失角度 分析 中小企业融资渠道的选择 理论 界对中小企业融资难的原因已有了许多 研究 成果,涉及到中小企业自身资本金少、规模小、管理模式、经营机制落后、倒闭比率高等因素,涉及到现有金融体系中小银行不能满足、国有大......
浅析基于SolidWorks 对机械零件结构的设计与应用
发布时间:2022-11-27
1 SolidWorks 概述 1.1 SolidWorks 软件简介 SolidWorks 是一个以特殊表征为基础的三维CAD 参数化设计软件,主要有实际零件的设计造型、装配的设计造型和自主产生二维工程图纸这三个应用功能大项,随着技术的不断发展和更新另外附加......
简谈计算机辅助技术在高职院校机械设计教学中的应用分析
发布时间:2016-12-24
随着我国计算机技术的飞速发展,计算机辅助技术也逐渐趋于完善。在机械设计领域中,机械设计相关课程已经在我国各大高职院校中均有设置,并形成了一套较为成熟完整的课程体系。当然随着计算机辅助技术在机械设计中的不断应用,机械行业......
交互式教学法在“机械设计基础”教学中的应用研究
发布时间:2016-05-18
摘要:交互式教学法是20世纪80年代初国际上出现的一种新型教学方法。该教学法的教学模式是指在主体间的交往中(包括师生交往、生生交往等),师生共同参与教学活动,通过多种方式相互作用,相互沟通,促进学生全面和谐发展。该教学法......
机械设计心得
发布时间:2022-10-01
机械设计往往离不开自己的阅历,经验的积累固然可以从书本上学到不少,但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象,对别人的经验,自己没有一定的基础,要理解吸收真的是一件很不容易的事。呵呵。 机械设计贯穿设计、制造、使用,维护的整......
浅谈幼儿数学区域活动操作材料的选择与投放
发布时间:2023-02-11
【摘 要】《3-6岁儿童发展指南》中指出,幼儿学习是以直接经验为基础,要最大限度地支持和满足幼儿通过直接感知、实际操作、获取经验。我们认真贯彻《指南》的纲领积极开展幼儿园区域活动,使幼儿在区域活动中越来越喜欢玩,同时可以......
软装饰材料在茶楼环境艺术设计的运用论文
发布时间:2018-11-23
摘要:软装饰设计理念来源于欧洲,其材料使用也偏向于欧式风格的室内装修。而软装饰设计理念与茶文化的相同点,以及其装饰材料越发的普适性,也使其更广泛地应用在各个中式传统场所之中。如何将软装饰材料更加合理化、因地制宜在中式茶楼场所进行应用,值得研究和探讨。基于此,本文主要分析了软装饰材料在茶楼室内环境艺术设计中的运用策略和优化发展。关键词:软装饰材料;茶楼;室内环境;艺术设计;运用策略1软装饰材料艺术设.........
试论教育评价机制与职业选择的关系
发布时间:2023-01-22
" 【论文关键词】教育评价机制 职业选择 关系 影响 【论文摘要】教育评价机制与职业选择之间存在着密切的关系,一方面:教育评价机制本身的实践理念对职业选择前期的取向性定位产生影响;另一方面教育评价机制本身的结构体系对职业......
试论语言交际中句式选择的认知语用阐释
发布时间:2023-05-23
提 要:人们在语言交际中选择句式受到认知和语用因素制约,其主要表现在认知语境、认知效果、语用意图象似性以及语用现象语法化等方面。说话者选择的句式结构是一种具有最佳关联性的明示刺激,是对语言符号进行最优化配置,旨在传递说话......
论机电自动化在工程机械制造中的应用
发布时间:2023-03-14
【摘 要】随着科学技术水平的不断提高,社会各个领域得到了很大的进步,工程机械制造水平越来越高。现阶段,工程机械制造行业为了有效提高工程施工效率,正在不断提升机械设备的自动化比率,使得自动化机电设备在工程机械制造行业中的......
工程设计中铸造起重机副钩选型计算及应用
发布时间:2022-12-05
【摘 要】在工程设计中技术人员需要经常面对铸造起重机副钩选型的问题,本文以攀钢铁水循环利用项目中30t铁水罐为例,通过对铁水的计算模型进行简化,进而介绍了铁水重心、倾动力矩、副钩载荷的计算过程及公式,实践证明该计算方法简......