如何优化机械结构动态设计

摘 要：机械结构设计能够确保机械安全生产，是生产过程中的重要环节之一。随着我国机械行业的发展，传统机械结构生产不能适应现代机械行业的发展，为此在发展过程中强化机械结构的动态设计，更好的应用动态理念，可促进机械生产水平的不断提高，充分确保机械生产完整性，推动整个机械行业的创造，并创造良好的经济效益。

关键词：机械结构;动态设计;优化

优化机械结构动态设计作为机械领域市场发展到一定阶段的结果，可突破传统设计方式的局限性，促进动态设计综合能力的不断提高。当下，我国机械行业实现了不断发展与进步，当下主要问题在于如何致力于机械结构动态设计的优化，为此需要按照机械机构的实际需要，对动态设计过程进行不断优化，确保在激烈的市场竞争中占领一席之地，将动态设计的优势充分体现出来，与机械结构的设计要求相符[1]。

1 机械结构动态设计

传统机械设计是一种静态设计，不能充分考虑各项参数，基于理论与经验的设计过程不具备针对性、适用性，不能满足社会发展与市场竞争的需要。然而，机械结构动态设计在动态载荷作用下能够对各项参数进行充分考虑，然后将结构形式确定下来，所设计的结构具有安全性、经济性，实际使用需要可获得有效满足。这种设计模式便于对结构动态特性进行充分了解，及时找出可能存在的问题，便于更好的修改结构，解决各种运行问题，最大限度的保证结构的稳定、可靠与安全，实现对结构性能的优化，延长机械设备的工作寿命[2]。

2 机械结构动态设计中的常用技术

2.1 ANSYS软件技术

该技术的应用有助于机械动态设计计算难度的有效降低，然后进行可靠的操作与计算。ANSYS软件可按照机械产品的动态设计需求对问题范畴进行科学规划，然后实现对有限元的构建，对动态设计步骤进行不断优化。在这一技术中可按照机械设计的优化要求将CAD软件引入，对计算机数据的使用进行不断完善;该技术在多个行业的机械产品设计中获得广泛应用，如家电、交通等，便于将设计结果清晰的反馈出来，实现对产品非线性动态变化的表达，进而能够准确的进行动态设计，及时消除潜在设计误差，从而能够合理准确的设计机械结构。

2.2 有限元建模技术

机械结构动态设计本身具有一定复杂性、繁琐性，在设计建模时能够在有限元基础上对结构的动态设计进行积极分析，通过有限元建模技术可保证结构动态设计结构渐渐与真实求解区域靠近，能够在同一个求解区域内组合不同的单元体，确保所规划的设计结构能够满足机械产品的需要，按照几类设计结构能够实现对所需要几何形状的模拟，将数值分析法的优势充分体现出来。在机械动态设计过程中利用该技术，需重视元函数的求解，最后能够准确的表达未知函数[3]。

3 优化措施

为保证在机械结构动态设计中能够有效的落实优化措施，就需要经机械结构动态设计中的技术应用结合起来，对各种优化分析进行科学的分析。

3.1 優化设计

由于机械结构动态设计具有多种多样的类型，所涉及的工艺技术十分复杂，无形之中会增加动态设计压力，为更加灵敏的进行动态设计，就需要做好全方面的优化处理工作，如机械结构动态设计、结构修改等。在优化机械结构的动态设计过程中需重点分析特征向量，对相关数据计算进行全面完善，明确掌握潜在影响因素，若变量较小则可在原有理论基础上度设计方法进行更改，对机械动态的设计特征进行充分模拟，这类优化设计方法对于局部近似分析比较重视，适用于变量较小的环境中;反之，在面对较大变量时需采用人工神经网络设计方法，尤其是结构振动分析，能够为做好设计优化工作打下坚实的基础[4]。

3.2 围绕设计逆向问题制定相应的优化措施

逆向问题主要指设计过程能够满足动态特征的需要，但是机械结构参数能够有效的融合刚度矩阵，为此设计人员需转化系统结构中的设计参数为逆特征值，通过推理将设计对象信息计算出来，如有限元逆特征值求解最为常见，通过对结构设计参数的研究，在计算机械结构的尺寸时刻采用线性求解方法。现阶段，设计人员在优化逆向问题的过程中需要对机械动态设计中的问题进行科学的汇总，在优化设计中积极的引入模糊理论等内容，为证实动态优化的可行性需要在借助大量的实际案例，然后实现对有限元建模的完善建立，致力于各种逆向问题的有效解决，从而能够更加准确的做好机械动态设计工作。

3.3 计算机信息技术的应用

在机械动态设计的优化过程中积极的应用计算机信息技术，有效使用仿真技术，再加上信息化建模确保能够智能化、自动化的机械动态设计充分体现出来。如：在机械动态设计的有限元分析过程中设计人员可结合类似于虚拟技术、动态动力技术等多项学科知识，促进动态设计综合性的显著提高，将计算机环境中的动态设计方式有效的映射出来。同时，计算机信息技术可满足机械动态的设计需要营造虚拟化的环境动态，更好的开发虚拟机械设备，即便在设计中存在误差也能够在第一时间更改，以此有助于减少设计中的计算量，充分的保证动态设计水平，提高产品设计精确度[5]。

4 结束语

当下人类社会已经实现全面机械化，在现代生产活动中机械设备必不可少。站在现代机械发展角度上，智能化与自动化程度日渐提高，面对日趋复杂的结构，传统设计模式与设计要求严重脱节。同时，动态设计是一种在动态荷载环境中的设计方式，需要有针对性的确定各项参数并进行个性化的优化，由此可极大的提高结构的动态性能。通过大力的推广与应用机械结构动态设计，可促进设计质量的全面提高。综上所述，本文简单的介绍了机械结构动态设计，明确指出两种常用的优化技术，即ANSYS软件技术、有限元建模技术，最后制定了几点优化措施。

参考文献：

[1]赵欣欣.结构动态分析方法的发展与研究现状[J].建材与装饰，2017（30）：184-185.

[2]张伟伟.机械结构动态设计及应用分析[J].科技展望，2016，26（35）：42.

[3]唐华林.机械结构动态设计及应用分析[J].当代教育实践与教学研究，2016（06）：139.

[4]贾伟，何垠均.针对机械结构动态设计的几点探讨[J].山东工业技术，2016（10）：294.

[5]陈志霞.试论如何优化机械结构动态设计[J].山东工业技术，2016（04）：33.

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