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摘要：现代科学技术的发展是建立在理论基础之上的，在机械工程领域发展中，相似理论起到了非常大的作用。近些年伴随着我国工业现代化的高速发展，机械工程行业是取得了非常大的突破，将相似理论应用于机械工程中，对于机械工程的发展以及创新具有重要价值。基于此，本文对相似理论在机械工程中的运用展开了分析与探讨，仅供参考。
关键词：相似理论；机械工程；价值
在20世纪，有学者提出了相似理论，自其提出之日起就受到很多学者和专家的关注和重视。众所周知，我们生活中有很多现象的作用与原理没有太大区别，它们之间存在者极为密切的联系。相似理论，顾名思义是对现实生活中出现的影响相似作用的元素及其体现出来的物理性质进行的研究。目前，伴随着现代科学技术水平的快速提升，相似理论也在实践应用中得以不断的完善。本文对相似理论及其在机械工程领域的应用进行了简要分析。
1 相似理论的实质与特点
从本质上来见，相似理论就是对现实生活中具有相似特征的所有物体和现象进行说明和分析的理论，也可以说是同样现象的共同点实施分析的一种力量。然而，这个理论在模型架构中起着重要的作用。根据现有的计算机模拟技术，可以基于以相似理论为中心的预先功能开展相关设计，以虚拟形式设计模型原型，从而实现相应的模型构建。相似理论的发展应当具有下面一些特征：（1）自然现象的科学说明，（2）对应现象中包含的物理原理不是偶然事件，而是特定的客观条件。（3）不可以仅仅根据个人主观推测来确定各物理量，而是要遵从客观事实。
在当前的各个领域研究中，相似理论不仅集中于讨论物理问题，而且已经成为机械工程设计的主要基础，被很好地开发和应用。随着科学技术的高度发展，未来会有越来越多的新技术和理论涌现。相似理论一般从物理现象开始，对每个条件和现象进行严格的探索和发现。同时基于当前数学算法来形成某种结论，但是这一结论只是打开了研究的方向。同时，由于研究的物理现象范围很广，所以相似理论在在各个领域都有不同的应用程度。因此，它不仅能够有效推动机械领域的发展，也对其他产业生产具有重大指导意义。在机械工程部件设计中，相似理论可以有效地提供相似情况对应的解决方案，提升机械工程设计效率。
2 相似理论在机械工程中的应用
2.1 相关领域中的应用
实际上，相似理论也被人们称之为相似工程学。目前，随着相似理论的发展，该理论已经运用到了非常多的领域，不仅运用于探索自然界中相似性的科研项目，同时也对社会活动有着非常广泛的参与。比如，近些年，随着低碳环保理念的盛行，部分学者将相似理论应用到了生态系统构建以及城市建设中，大力发展现代绿色城市以及生态农业；另外，研究人员还基于相似理论提出了想死管理工程、相似制作工程以及相似设计工程。当前，相似理论应用最广泛的领域还是机械工程领域，在电气设计、电子产品制造、机器人仿生以及人工智能等领域都运用到了相似理论。
2.2 在工程技术中的应用
近些年，相似理论在工程技术领域的应用逐渐深入，比如，人机交互系统的相似设计、机械工程的相似设计、相似模拟制造等方面都有着相似理论的引用。基于相似理论的相似模型被广泛的运用到了系统仿真、设计以及模拟等诸多场景中并最终使得被模仿模型与模仿模型共同构成相似系统，从而获取被模仿的系统参数信息。所以，在现代工程技术发展中，开展相似性分析是尤为关键的。也就是说，相似理论在工程技术中的具体应用为：以相似系统的设计为基础，将具有相似性质的机械零件以及产品，运用相似的工艺、装备以及方法，进行相似单元的生产制造，并对之进行相似管理。
2.3 在机械工程设计中的应用
（1）系统分析
系统由两个或两个以上的要素组成，系统不但具有综合行为，同时其功能要趋于统一性与整体性。它是一个由多个构件组成的单一系统，并可以完成特定的操作，通常一台机器由多个相互连接的机构组成。因此，机械工程系统的相似性主要是指机构与机械之间的相似性。机械系统由不同结构的单元组合而成。例如，工作单元、传输单元等，虽然每个独立单元可以是一个相似的层次，但是不同的单元和层次可以构造不同的子相似系统。如果传动单元是齿轮传动，则在系统的类似设计中，传动单元可以看作是一个子系统。
（2）简化模型
在该环节中，参数的选择是非常关键期复杂的，一般情况下参数的选择并不会对系统造成其它的一些影响，但是假如参数发生变化可能会对整个系统造成难以预测的影响。所以，在对参数的选择过程中需要对其开展影响度分析，该过程会涉及到数据的推理。
以零件的参数数量、零件间的相似参数比例系数、相似参数比重系数以及相似参数数量为依据，得出相似参数值，并由相似度量值以及相似参数值决定相似参数的选择，进而对模型进行简化。
（3）模型的建立与实验
在简化模型的基础上进行实验模拟，其可分为虚拟模拟以及实体模拟。20 世纪前期主要的科研手段即模型试验，后期由于各种CAE／ CAM／ CAD 软件的出现以及计算机技术的发展，使得动态仿真变成了主要的科研方式。对于未来的机械工程设计来讲，将相似理论与计算机仿真模拟进行有效整合的方式，必然会成为重要的科学研发方法之一。在对机械工程开展虚拟模型构成的过程中，需要尽可能的保留其主要的参数，并将一些无关紧要的参数进行简化，从而进一步提升模拟效果。
3 相似理论在机械工程中的发展趋势
由于低成本、短时间、高精度和良好的可预测性优势，使得相似模型测试广泛应用于工程结构、航空、地质、水保护等多个工程领域，是现代科学研究和工程设计的非常重要的方法和渠道。在工程结构方面，桥梁结构的模型测试是相似理论运用最广泛的领域。桥接结构是基于工程材料的一种不同种类的负载承重组件。它主要由横穿河流、山谷和其他障碍物的相互连接的建筑物构成。在桥梁实际使用过程中要求其结构可以安全有效地承受各种外压和作用力。为了实现这种预期目标，桥梁结构的设计者必须综合考虑每一方面的特定情况、整个周期的各种情况和可能的紧急情况。尤其是操作环节极易诱发的疏忽和过失，这种人为的过失和失误有可能会导致非常严重的后果，另外，随着桥梁结构的使用，各个构件也会逐渐的老化和破损导致各种抗性不断降低直至丧失。在这种情况下，相关工作人员就能够运用基于相似理论构建的模型来对其性能进行模拟，从而更好的对其实际运行状况进行掌控，保障其使用安全。
4 结论
综上所述，相似理论作为一门独立的重要学科，发展前景非常良好。在机械工程中应用相似理论能够解决很多问题，并且随着机械工程的不断发展，相似理论的地位也变得越来越重要，能够进一步推动现代机械工程行业的高速发展。
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