机械设计在车辆工程发展中的应用分析

于博安

（北京交通大学海滨学院，河北 黄骅 061199）

机械设计对我国制造业的发展具有重要意义，能够极大的提升制造业的生产力，减少人工设计可能会产生的失误与安全事故，是改革开放四十余年来我国车辆工程取得巨大发展的重要因素。与西方国家相比，我国汽车制造行业起步晚，发展远落后于德国、美国、意大利等汽车制造业强国，机械设计在车辆工程发展中的应用历史也并不长，虽然目前已经取得了一些成效，但机械设计在车辆工程发展中的应用依旧有很大的发展空间。在未来随着机械设计本身的不断发展，智能化水平的不断提高，机械设计在车辆工程中的发展中的作用将更加的广泛与深入，尤其是在汽车零件生产、结构优化与车辆工程的噪声和振动方面，机械设计必将发挥更大的作用。

一、机械设计的现状

我们国家的机械设计经历了至少 20 多年的发展才慢慢的发展起来，但是和很多发达国家还是有相当大的差距，我们在机械设计方面还需要相当多的理论和技术的探讨分析。中国长期以来一直采用基础实用设计，实证设计，模型实验设计等基本方面，在这些设计方法中，机械设计的安全性能，实际应用和成本预算之间存在密切关系。[1]目前，我国在机械理论和设计方面的进步特别大，不过对于一些问题还缺乏良好的解决办法，这就需要机械设计研究人员开展多次的实验并且进一步对实际问题进行研究。我国特别缺乏在机械产品的设计理论、技术和方法等方面的创新，机械设计在目前的情况下对于很多问题还是没有良好的解决办法，我们必须在该领域进行大量研究，以分析具体问题和解决方法。[2]

二、机械设计的发展方向

机械设计作为一个系统工程，机械设计的智能化设计，机械和操作工人在机械工作过程中的整合，让机器自行解决相关的问题，使之有着人无法做的精确，及完美的工艺，通过机械智能化生产的汽车零件，拥有极高的精度和效率。[3]在设计中，还需要使用计算机进行模型设计并设计产品模型,伴随逐渐提高的市场多元化需求和产品质量标准，机械设计领域在我国的发展也逐渐产生着改变。

机械设计最基本的要求就是从实现小目标开始，逐渐向大目标努力，缩短产品设计的时间；机械设计所涉及的领域也从单一化发展为多元化。现在生产越来越注重智能化的过程，近几年在机械设计中逐渐出现了智能化的制造，并且已经应用到了实际的操作中。未来我国的机械设计理论和方法要贯彻执行以下几点：在功能方面，要实现高效率、高精度以及智能化；在外观控制方面，要达到方便性、轻量型；在层次方面主要发展集成化。

三、机械设计在车辆工程发展中的应用分析

（一）机械设计在汽车零件生产方面的应用分析

随着我国经济水平的不断提高，人民群众的生活质量越来越高，汽车已经成为了中国人生活中必不可少的部分，而汽车零件则是汽车必不可少的一部分，每一辆汽车都由众多大小、功能不一的零件组成，零件的质量将最终决定汽车的质量，因此可见汽车零件生产对于车辆工程的发展具有重要意义，我国汽车行业在取得了进步也正是因为机械设计在汽车零件生产方面发挥了重要的作用，提高了汽车零件的生产效率和质量，有助于降低汽车零件的生产成本，扩大汽车的消费人群。目前我国95%以上的汽车制造企业与其零件生产都已经开始使用机械设计。因为机械设计在汽车零件生产时可以设定不同的程序，批量的生产汽车制造所需要的各种各样的零件，且其生产出来的零件比人工生产更为标准，零件的大小、形状都能够精确的生产，从而满足汽车零件生产的需要，避免因为零件生产不符合标准影响车辆工程的发展。

（二）机械设计在汽车结构优化方面的应用分析

现代汽车行业发展的主流与趋势是节能减排、安全舒适，而要达到这一目标就必须创新汽车制造技术，优化汽车的结构，提升汽车的性能。而要达到这一目标车辆制造行业就必须充分利用好机械设计在优化汽车结构方面的作用，实现汽车制造朝着轻量化的方向发展。机械设计要帮助车辆制造行业达到这一目标就必须在汽车零件生产的过程中逐步提升汽车零件的强度与刚度，从而更好的稳固车身，提高汽车结构的稳定性。除此之外，机械设计还可以对汽车的结构进行分析，检查测定汽车结构是否符合安全标准、是否舒适。一般来说机械设计在检查汽车结构时会采用有限元分析法，这种分析法不经能够建模分析汽车的结构，还能够在分析后对结构模型进行设计，然后反复测量以达到最终目标，不断优化汽车的结构，然后将最终模型投入生产,节省汽车结构反复测量的时间和资源投入。

（三）机械设计在车辆工程的噪声和振动方面的应用分析

自从第二次工业革命出现汽车以来，如何解决汽车的噪声和振动的问题就一直是汽车制造中的难题，尤其是进入现代社会，人们对于生活质量不断提高，也越来越在意汽车的噪音和汽车振动对于自己和他人的影响。为了解决这一问题，百年来汽车制造企业也一直在想办法，直到机械设计技术在车辆工程中的应用才为他们提供了真正改善噪音和振动问题的可能。一般来说，汽车的噪声和振动是汽车质量的反应，为了尽量避免故障，就需要用到机械设计来匹配汽车的振动频率，消除伴随振动产生的耦合现象，改善汽车的振动特性，从而尽可能的减少汽车的振动与噪声，提高驾驶者的舒适度。

结语：

总而言之，机械设计技术对于我国车辆工程的发展具有重要意义，在很大程度上提高了汽车的质量，改善了汽车的性能。机械设计在车辆工程发展中的应用主要在汽车零件生产、汽车结构优化与汽车的噪声与振动三方面，对汽车的各个性能进行了全方位的升级，提升了汽车的舒适度与安全性，促进了车辆工程行业的发展，符合现代汽车产业的发展趋势。