運動力學在機械結構設計中的應用

1、運動力學在機械結構設計中的應用 摘要：伴隨著機械制造業(yè)在國內(nèi)經(jīng)濟生產(chǎn)領域中的逐漸開展，中國在國際市場中擁有了“世界工廠”的稱呼，并且在機械技術的發(fā)展革新中逐步深化，實現(xiàn)了科學與技術之間的進一步結合。在機械結構的設計應用中，運動力學作為機械科學和物理學中的主要連接點，對于機械結構的生產(chǎn)革新，無疑能夠起到非比尋常的引導功能和借鑒價值，并且在技術革新的進程中，起到工作效率和產(chǎn)品質量的雙重提升。因此，文章通過對運動力學的解析，輔之以機械結構設計要素的歸納和總結，有助于實現(xiàn)針對運動力學在機械結構設計中的應用態(tài)勢的洞悉與掌握。 關鍵詞：運動力學；機械結構；設計應用 0 引言 工業(yè)經(jīng)濟雖然在知識經(jīng)濟時代的來

2、臨和沖擊之下，逐漸走向了式微的發(fā)展階段，但這并非意味著在社會生活和經(jīng)濟生產(chǎn)中，已經(jīng)失去了往昔的主導地位，仍舊存在著不可忽略的價值和功能，并在國家復興的進程中，具有強大的助推作用。作為傳統(tǒng)工業(yè)部門中的代表，機械制造業(yè)不但在經(jīng)濟發(fā)展的助推中，作用絕非可有可無，而且在當前科技創(chuàng)新的研究領域中，其平臺作用也是不可小覷。在機械結構的設計原理中，運動力學在其中的干預作用最大，在物理學的實驗活動中，也最受研究人員的重視和關注。 1 機械結構設計的在應用中的技術要素 作為機械結構設計環(huán)節(jié)中的重要組成部分，結構設計中的關鍵要素，正是促進技術革新的重要手段之一。伴隨著科研活動中的理論基礎的日益夯實和技術應用范圍的

3、日趨擴大，物理學中的相關原理也逐漸擁有了充足的用武之地，在實際機械結構的設計中，不斷滿足著機械結構的符合要求，并促進生產(chǎn)水平的解放和提升。在機械結構設計層面的幾何要素上進行分析，機械結構的設計原理，秉持著其精密的設計技術的指導和應用，在零部件之間能夠實現(xiàn)咬合力的提高，并實現(xiàn)位置關系的明確定位和精密確定。在這種幾何要素的關系體系之內(nèi)，機械結構設計中最為關鍵的因素，便是不同的面，在這些不同的面上，通過完善和優(yōu)化的考量，來保證在零件的不同接觸面上，都可以進行合理的安排。 2 運動力學在機械結果設計中的應用 運動力學在機械結構設計中的應用價值，主要體現(xiàn)在2個方面：（1）在零部件的鏈接方面。在這一環(huán)節(jié)中

4、，誠如上文中論述的那樣，存在著直接鏈接和間接鏈接的差別，由于存在著應用方面的差別，所以在運動力學的應用潛力上，也存在著截然相異的表現(xiàn)。但是作為機械設計中的核心要素，運動力學所產(chǎn)生的抽象指導上，從根本上也是如出一轍。例如，利用力矩的變化，通過計算不同聯(lián)接點的摩擦力和壓力，從而可以了解到不同的節(jié)點的壓力和零件的材料選擇等。在力學計算和相應的選擇性指標的衡量下，構成決定零件的選材和位置的排列組合等等，都體現(xiàn)出這一點。（2）在機械零件的操作過程中，一旦發(fā)生損耗等相關問題，運動力學的理念和技術原理同樣存在著必要的指引作用，特別是在行動與摩擦之后產(chǎn)生的損耗之后，借助運動力學的相關理論，便能夠依照運動做工，

5、實現(xiàn)計算機的損耗系數(shù)，并且對零件的損耗程度進行相應的預定，還能夠在根本上實現(xiàn)材質遴選的科學性。總之，充分利用運動力學，是保證機械結構設計的基礎，也是未來的發(fā)展方向。 3 運動力學在機械結構中的設計準則 3.1 滿足力學要求的設計準則 在進行機械產(chǎn)品結構設計過程中，必須要考慮到材料力學、彈性力學、疲勞力學等相關的力學準則，并且在此基礎上，通過相應力學的強度計算法則，實現(xiàn)設計合格化的機械產(chǎn)品，積極引用在生產(chǎn)活動之中。在運動力學的物理學術體系中，疲勞力學便是一個值得參照的對象。由于其與軸承、齒輪以及軸的使用壽命等存在著直接的關聯(lián)，因此在設計過程中，研究人員通常會依據(jù)不同機械零件的載荷變化，實現(xiàn)力學計

6、算的靈活化處理，進而實現(xiàn)產(chǎn)品結構的優(yōu)化，并延長機械產(chǎn)品的使用壽命和利用周期。由于零件的截面尺寸的變化，能夠帶動其內(nèi)應力變化適應能力的提高，這便能夠使得各截面的強度相等。而按等強度原理設計的結構，材料才可以得到充分的利用，提高經(jīng)濟效益。 3.2 創(chuàng)新機械結構的設計理念 如今的機械結構創(chuàng)新設計活動，大體是指采用機械結構設計變元法，通過針對機械結構設計中相關因素的遴選和改變，以實現(xiàn)機械結構在實用層面上的技術革新和理念創(chuàng)新，以便滿足于應用上的諸多需求。在這種呼之欲出的科研背景之下，創(chuàng)新型結構在便利性和經(jīng)濟性等多方面上均能夠優(yōu)于傳統(tǒng)設計結構的主要原動力，就是近年來推出的變元法。這種機械結構的設計法則主要包括多種裝配原理，例如數(shù)量變元、形狀變元、材料變元、位置變元以及裝配聯(lián)接變元等等，在變元中實現(xiàn)機械結構設計方案的革新，并在數(shù)學模型的引導和