摘要：如今社会各界都开始朝向智能、信息以及自动方向转型发展，由于所有企业对未来发展方向与规划一致，促使市场竞争规模持续增长，最终导致所有企业只能通过优化产品来增强自身竞争能力。而机械产品属于大部分行业的发展基础，在机械产品设计环节中守旧理论已经不能保证产品符合市场需求，为了全面增加机械产品质量与精度，本文分析了机械产品设计特点与结构优化技术流程，并提出机械产品设计结构优化技术应用的有效策略。
关键词：机械产品设计；结构优化技术；应用策略
所谓结构优化技术主要是指设计机械产品时，通过先进技术对产品结构展开优化，从而促使设计方案更加完美。以往在设计机械产品的过程中都是将相似产品作为基础展开设计，再凭借设计人员自身经验与观察来确定最终方案，但最后需要针对机械产品展开检查，这样就会浪费诸多时间与精力，也无法确保机械产品安全与质量。这就需要在设计机械产品时适当应用结构优化技术，通过精准计算来确定设计方案，从而在节省时间与精力的同时保证产品质量。
一、机械产品设计特点分析
通常机械产品设计十分重视全面性与实用性，需要设计人员通过合理观念与方式展开设计，既要关注机械产品功能，也要考量机械产品外观美感，而且在设计机械产品时，需要具备动态、创新、系统、完善以及合理等多种特点。在刚开始设计机械产品时，需全面分析机械产品投入应用后可能会出现何种问题，从而在根本上降低机械产品可能出现事故的概率，通常机械产品设计需要具备动态与静态两种类型，以往机械产品设计属于静态类型，但经过创新之后机械产品设计则属于动态类型，例如环境与使用工况的不确定性等因素可能对机械产品造成哪种影响，而且现代机械产品都是通过诸多部分构成，在设计环节中需要更加系统地看待整个过程，不可以自身经验或常识来设计机械产品，只有具备这些特点设计才能够符合市场对机械产品需求[1]。
二、机械产品设计结构优化技术流程
在机械产品设计中应用结构优化技术时，详细流程为以下几方面：其一，明确目标函数。这在结构优化技术应用中属于基础，只有通过基础才能够针对机械产品设计展开优化，还能够提前设置机械产品制造中实际要求，并有效降低机械产品制造时应力与变形情况，满足安装精度要求。其二，设计函数参数。当明确函数之后就需要设计函数之中和结构优化有关的参数，一般机械产品参数涵盖几何与物理两种参数，比如在机械产品中部件长、宽、厚、高、弧度等参数，材质的选取，后处理工艺等，都能够对产品最终质量起到决定性作用，一旦设计参数时不够合理就容易在制造环节中出现大量残次品。其三，设计限制条件。当设计完函数参数之后并不刻意直接开始制造环节，需要按照产品需求针对制造环节设计必要的限制条件，这种限制条件指的是计算时针对函数参数起到限制效果的相关条件，比如极值限定等，可以限制机械产品制造环节出现问题。其四，方案确定与评价。方案确定是在机械产品设计中应用结构优化技术的核心环节，主要是因现代设计方案过于多样化，各种方案都具备一定特点与优势，为了保证设计方案足够合理，便需对整个机械产品展开分析，按照实际情况来合理确定最终方案。当机械产品设计方案确定后，还需在正式开始制造之前对其展开进一步评价，以免其中存有细节问题影响产品质量[2]。
三、机械产品设计结构优化技术应用的有效策略
1.加强设计人员整体能力
以往机械产品的设计人员仅需要具备有关于机械产品知识，但在其中应用结构优化技术时，设计人员就需要掌握多种技能与知识，只有全面加强设计人员整体能力，才可以为机械产品设计合理性提供保证。
首先，设计人员需要具备建模能力，由设计人员设计的机械产品方案内容需要标准规范，可以被机械产品制造人员理解，而且当设计人员具备建模能力后，就可以通过数学来规范方案内容，并通过建模来预测机械产品制造时可能会出现哪些问题，这样便可提前制定解决计划，从而节省更多机械产品制造时间、成本、精力以及人力。其次，设计人员需要具备求解能力，当设计机械产品完成建模后，需要人员进一步了解模型参数，并能够掌握所有机械产品模型实际参数，这样在解决问题时会更加方便、容易，例如：在设计随机变量的机械产品模式时，如果想要明确随机变量函数与值数，设计人员就需针对模型展开进一步求解，促使模型能够发挥效用。最后，设计人员需要具备问题处理能力，通常在确定机械产品设计方案之后，一定会针对方案可行性与实用性展开分析，在设计方案投入制造环节后，整个过程需诸多部门相互配合，比较容易在某个步骤上发生问题，这时若设计人员可以在机械产品制造全过程中实时跟进督察，就能够有效降低问题发生率，当设计人员具备较强的处理能力时，在出现任何问题时便可第一时间展开针对性处理，从而为机械产品最终质量夯实基础。
2.扩展机械产品设计角度
机械产品设计整个过程十分复杂，其中会涉及诸多学科中的相关知识，如：数学计算、强度校核计算、分析数据、计算机操作、模拟仿真等等，由此可知，机械设计难度较大，这就需要扩展机械产品设计角度，适当站在各个学科角度上考虑机械产品设计方案。其一，可以将设计内容当作一个整体，将内容当作各不相同的内容模板，再通过相应知识来确定设计内容，然后通过结构优化就能保证所有设计内容合理性。其二，需要进一步了解所有设计内容间实际关联性，并将设计内容相互连接到一起，当所有设计内容被组合后就可以构成机械产品的最终方案。
3.适当创新机械产品设计
站在现代市场角度而言，产品结构十分陈旧不具备任何创新，就不会被社会大众所接受与欢迎，当一家企业长时间不对产品外形与功能展开优化与创新，这就意味着这家企业一定会在市场发展与进步中被逐渐淘汰或取替。由此可以了解，机械产品若想在市场之中保持长时间活跃，必须在设计环节彻底杜绝将相似产品设计作为基础这种情况的发生，并定期针对设计理念、内容与模式展开创新。首先，机械产品设计人员不能将自身思维固定到一种形式上，需要适当转变或扩展自身思维与思路，促使设计思维可以与时俱进。其次，机械产品设计人员可以在设计之中适当采用现代化技术，如信息化、互联网、BIM等，这些技术在机械产品设计之中都能够起到帮助效果，大幅降低机械产品设计所需成本、时间，还能减少设计人员工作量与压力。最后，机械产品设计人员需要定期在市场之中展开深入调查，分析市场在一段时间内对于机械产品外观、性能、质量等方面有哪些标准要求，这样只需要定期根据市场要求来创新机械产品设计，便可确保机械产品在投入市场后得到好评与认可[3]。
结束语：综上所述，由于机械产品对于社会各界都可以起到决定性作用，一旦产品质量无法得到保障，诸多行业产品也会随之出现质量问题。为了促使社会各界都能在现代社会中得到持续发展，必须在设计机械产品时应用结构优化技术，并采取加强设计人员整体能力、扩展机械产品设计角度，以及适当创新机械产品设计等策略全面加强现代机械产品设计水平，这样机械产品与其他行业产品都会因此得到保证，并切实帮助机械产品行业持续发展。
参考文献：
[1]吴爱强, 汪永超, 李波. 面向绿色制造的机械结构设计方案选择[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2019(10):15-19.
[2]柯庆镝, 李杰, 吕岩. 基于结构和性能相似度分析函数的机械产品优化设计方法[J]. 中国机械工程, 2019, 030(005):586-594.
[3]王栋, 王丽娟, 陈宗渝. 稳健性和轻量化在车门结构优化设计中的应用[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(04):140-147.