机械设计过程中机械材料的选择和应用探析

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摘 要：改革开放以来，随着我国社会经济的迅猛发展以及科学技术水平的日新月异，我国社会发展的水平也得到了全方位的极大进步和发展，而机械是在这个社会发展运作的过程中的一个不可或缺的物品。由于我国科技水平的持续向前发展，各行各业对机械设备的需求也越来越大，科技产品中用到机械方面的技术也相当普遍。优质的机械材料是保证机械正常运行的前提，事实上对于材料的选择和应用在很大程度上能够反映出人类科技水平的进步，因此这方面的研究也必然会引起世界各地科学家们的重视和关注。在新的发展形势下，对于机械设计过程中的材料的选择和应用就更是需要进行综合性的考虑，不仅是在设计的要求上要达到标准还要对环境以及节能方面得到重视。本文着眼于机械产品设计中可能出现的问题，探讨了材料对机械产品设计的影响。
关键词：机械设计；机械材料；选择和应用；探析
引言
随着我国城镇化的不断推进，城市化建设也在蓬勃发展，机械设备的应用也得到了大力推广。材料的选择和应用是机械的设计中最重要的环节，前期材料的选择会涉及到后期机械产品的强度，诸如韧性、延伸率、硬度等性能；可加工性能，诸如切割、锻造、焊接等；材料的物理与化学性能，诸如耐热、耐化性、重量、使用寿命、导热性能等等。在新的发展形势下，机械设计过程中就会遇到各方面的挑战，那么做好机械材料的选择以及应用就会对机械的设计和研发起到事半功倍作用。
1 机械设计过程中关于机械材料选择和应用的重要性
当今的中国，社会主义市场经济不断发展壮大，各种资源的消耗逐步增长，由于大多数资源是不可再生的，导致地球上很多原料变得越来越稀缺，机械行业日益增长的需求与自然资源的稀缺之间的矛盾也逐步显现。因此，为了行业的发展不受阻碍，机械的开发和设计能够顺利的进行，机械行业的从业人员必须学会如何最大限度的利用现有的资源，找到能够替代稀缺资源的物质，与此同时还要从节约成本和环保的角度去考虑材料的选择和应用。
2 机械设计过程中机械材料选择和应用的探析
2.1机械设计过程中机械材料的选择
2.1.1使用性能方面
使用性能是机械设计中最重要的考量目标之一。只有明确了零部件的使用性能，才能够 “对症下药”，选择合适的材料，这也是保证产品质量和性能的前提条件。不同的机械设计所采用的部件在材料的选择上都有着严格的标准，不同的零件其抗震性、机械强度、耐磨性上都有着相应的严格要求，甚至部分客户要求外观新颖，艺术感观强烈。所以，这就要求机械设计人员在兼顧机械性能的同时还要考虑外观等因素，精准拿捏每一种材料的性能，综合运用力学技巧，做到匠心独运，打造完美的机械产品。
2.1.2荷载能力方面
机械在实际运行过程中就会受到来自不同方向上的力，也就是所谓的荷载。其分为静载荷、变载荷两大类，这是依据所受力的大小和方向是否随时间而变化而定义的。在机械的设计和产生的过程中，选择的材料荷载能力达不到要求，机械在运行过程中，零件可能会出现扭转、弯曲、开裂、破碎、打滑等现象导致设备无法正常工作，这就要求相关设计人员在机械材料的选取过程中，综合考虑机械产品的性能和使用环境的荷载情况，并制定出相应的标准，形成规范的体系。提高机械材料的荷载性能，主要有两种方法。其一，一旦超出机械材料的荷载，零部件就会发生变形，此时材料所受到的应变力会集中在材料的外表层，这意味着材料的外表层是解决这种问题的关键点。如果保护好材料的外表层，能达到表面硬化，就可以有效地防止零件的变形和“罢工”的现象。在实际的处理过程中，可以采取低碳钢渗碳或者碳钢调质的办法，来进行材料表面的硬化处理；其二，在某些情况下，机械的运行比较规整，机械材料横截面上分布的荷载的力非常的均匀，各部位在各个方向上受到的力十分匀称。因此，针对这种情况，在设计选材的时候就应注重整个材料的整体性能，尽量做到零部件的每个部位质地均一，设计的材料荷载合理。科学的选择适当解决方案，能够极大地提升机械部件的质量和使用寿命。
2.2机械设计过程中机械材料的应用
选择不同的材料，形成不同的功用，化腐朽为神奇，这是机械设计过程中对技艺精湛的最好诠释。选择合适的材料达到最佳的机械效果则是材料应用的最终目的，如何选取材料在机械设计与生产中有着不容忽视的作用。除此之外，在谙练材料选取的同时还需要多关注生产机械产品消耗的成本和环保问题，努力做到低能耗，绿色无污染，只有这样才能做到机械行业的可持续发展，经济与生态环境的和谐统一。
结束语
当前的中国，在新的发展形势下，机械设计方面的科学发展对于促进我国社会经济发展、工业进步以及社会主义建设有着重要的作用和影响。为了缩小与西方国家在机械设计方面的差距，我国机械行业的从业人员需要努力学习和不断创新才能够保障保证整个行业水平的提高与进步。在实际机械的设计与开发当中，对于各种材料属性的了解和把控及其重要，并且在生产的过程中，需要对各项因素综合考虑，深入地了解生产工艺对机械产品质量的影响，才能生产出高水准的产品。将中国制造转变成中国创造，需要相关从业人员对技术和工艺反复摸索，走出一条适合中国发展的机械“智造”路线，为中国经济的高速发展提供推动力。
参考文献
[1]程艳. 机械设计过程中机械材料的选择和应用探析[J]. 景德镇高专学报，2014（6）：18-19.
[2]谭龙利，张旷奇. 探析机械设计中材料的选择和应用[J]. 卷宗，2017（9）.
[3]陈红琴. 机械设计过程中机械材料的选择和应用探析[J]. 商业故事，2015（9）.
[4]赵斯泉. 化工机械设计中材料的选择和应用探析[J]. 建材与装饰，2015（43）.
[5]王熙婷. 机械设计过程中机械材料的选择和应用探析[J]. 中国新技术新产品，2018（2）：42-43.
[6]李兆辉. 机械设计中常用的材料选择探究[J]. 内燃机与配件，2018（3）.