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摘要：我国工程机械制造企业的发展中在积极运用轻量化技术，工程机械轻量化设计可以缩减机械运行的资源需求，同时可以集约搭载多种新型机械技术，本文就工程机械轻量化设计的必要性进行了分析，而后就其应优化措施进行了探讨。
关键词：工程机械设计；轻量化技术；应用
引言
工程机械设计的技术越来越先进，为了提升机械整体结构轻量化设计效果，应积极利用仿真分析及结构检验设计软件，提升轻量化技术设计的效果，为工程机械后期运行的效率优化提供保障，进而驱动整个工程机械制造业发展。
1 工程机械轻量化设计概述
1.1 轻量化设计的概念
现代社会已经越来越重视轻量化的设计。尤其是工程机械产品发展到当今阶段，也已经在尽可能的从材料制造工艺以及机械结构等多种角度出发，来做好轻量化设计，优化整个机械产品的使用性能，通过一些措施来降低产品的自重，让产品的能耗成本都能够更低，同时也让产品能够延续自身所具有的性能。展开工作时，相关工作人员需要从实际情况出发，增加机械产品制造工艺的应用效果，让机械产品成本能够得到更好的控制，同时也让行业能够尽早，向可持续发展靠近。
1.2 轻量化设计的必要性
相较于西方发达国家，我国工程制造行业发展时间不长，一些产品设计理念比较滞后，同时也会受到非常多的工艺限制，所以在实际的生产过程中往往会因为各种各样的原因出现问题，导致产品结构自重过大，运行质量差，同时能耗也非常大。在生产工作中，相关工作人员需要能够从实际情况着手克服可能出现的各类障碍，在应对复杂环境时，需要提高机械运转效率，从实际情况着手提高产品性能，解决现在的工程机械轻量化所存在的一些问题，目前来说轻量化设计，有两个最主要的价值体现，第1个就是能够控制材料的消耗，通过优化设计来控制成本，减少不必要的资源浪费，第2个就是改善机械产品本身所拥有的动力性能，让产品有更好的应用效果、有更大的应用空间，让应用场景能够在实际生产工作中，提供较大的驱动力，发挥自身所具有的作用。技术人员做好轻量化设计，能够一边控制的成本一边做到能耗的改善以及动力性能的提升，使产品有更好的实际运转效果。已经有研究显示，工程机械产品的自重每减轻1%就可以让能耗降低1%，同时减排效果提升4%，整体效果非常明显。
1.3 轻量化的发展现状
目前来说，轻量化还处于一个发展阶段，需要得到更深入的贯彻落实。相关的从业者需要更进一步的优化设计，深入研究，让工程制造行业能够继续往绿色化的方向发展。目前来说，我国机械轻量化设计还面临着很多难题，首先就是设计观念趋于保守，很多企业和设计人员还没有很好的理解轻量化设计，在生产工作中使用到的手段比较单一，不能完全的发挥轻量化所具备的效果。同时在进行轻量化设计的时候，往往因为各种各样的原因导致轻量化效果不明显，没有真正意义上实现轻量化设计的效果。第二就是我国目前没有绝对的核心技术，轻量化工程设计还在一个起步阶段，并且没有足够的规范化评价机制，理论基础不完善，相对应的核心技术也不能够完全支撑轻量化，设计的应用，让很多机械产品实际减重效果不佳，并且在长期使用中会暴露出很多的问题。
1.4 轻量化技术的特点
从已经相对成熟并投入实际应用的轻量化技术来看，这项技术有两个主要特点，一是综合效益好，二是方法简单。欧洲铝协提供的文件显示，中小型工程机械产品每降低100千克就可以让机械产品本身每百公里的耗油值降低0.6升，并且能够在实际应用中，提升本身所具备的性能，实际应用效果非常明显。我国中联重科所研发出了新型80m碳纤维臂架混凝土泵车也很好地体现了轻量化技术应用的效果。
技术人员通过底盘的调整来降低泵车结构的重量，合理应用碳纤维复合材料，最大程度的降低整体重量，最终实现了60%的减重，让整个泵车油耗降低15%，实际应用效果非常明显。和其他节能减排技术相比，这种技术本质上来说更加简便，更容易优化，在实际应用中能够更好的发挥自身的效果，体现自身的优良特性。和其他的技术相比，该技术可以更好的发挥自己所独有的优势，在研发优化上都能够更加方便。相对应的，在研发轻量化设计时不用大幅调整其他的元件和装置。
2 工程机械轻量化设计的技术实现途径
2.1 结构总成优化设计
不同的机械产品存在着不同的情况，很多老旧型号的工程机械产品，都会因为自重过大而导致一些不利于实际应用的情况。在进行优化时可以从产品结构出发，做好结构优化，让不同部件之间的关系更加灵活。为了实际应用效果，设计人员可以从不同方向出发来降低机械自重，使机械运转过程中的能耗可以更低。在做设计工作时要注意尺寸优化、拓扑优化、形貌优化以及形状优化等等。正式开始设计之前要先进行分析，做好评估工作，调查整个产品中不同部位的实际应用状况，从实际情况出发做好取舍，将冗余部分取消，把常用到的部分进行优化处理。举例来说，俄罗斯M3KT－652700型自卸车就是在优化中取消了用于的副车架以及其他部分，让车辆能够取得更好轻量化效果，从实际情况出发优化结构，并取得了不错的应用效果。
2.2 仿真设计
很多时候轻量化设计都可以让工程机械的质量提高，同时也可以降低能耗，在成本控制上体现出了巨大的优势。不过设计过程中也依旧要考虑很多综合问题，研发过程受到各种因素的影响，难度和工作量比较大，这时候就可以重视轻量化技术和仿真技术的结合，通过仿真技术来更直观的了解设计效果，用仿真实验模拟工程来一定程度代替实际的实验工作。设计人员可以在仿真模拟实验中根据不同的条件来测试运行状态，从各个层面出发来测试产品的适应性以及实际应用价值，观察产品设计是否能够满足应用需求。工作人员展开工作时，可以做好数据信息的建立，从各种方向着手提升工作水平效率，做好方案修正。举例来说，ZL50型装载机的优化中，设计人员会采取仿真技术和有限元分析法来做好优化设计工作，在仿真中持续优化，并取得很好的优化效果。
2.3 优化制造工艺
目前来说，很多企业在制造工艺上还非常落后，不能很好的把轻量化设计与实际生产工作结合在一起。相关工作人员需要做好优化工作，增加热处理工艺等技术的应用，让轻量化可以与生产更好的结合在一起。
2.4 应用碳纤维增强复合材料
碳纤维增强复合材料有很好的抗疲劳性和抗断裂性，与传统材料相比优势非常明显，使用寿命长，并且整体质量小，可以适应更多复杂的工作环境，最大程度保证机械设备稳定运行。相关工作人员在做轻量化设计的时候，可以从碳纤维增强复合材料的角度出发加大材料的应用力度，做好材料的配置工作，让新型材料逐渐取代传统合金钢材质。比如展开工作时要控制混凝土泵车的质量，基于材料本身的特性来更好的实现材料的应用效果，提升设备的使用价值。
结束语
综上所述，我国工程机械制造业发展至今，已经越来越重视生态环境保护理念的应用，很重视轻量化技术和现有技术的结合。相关从业者已经在生产工作中不断实践，将轻量化设计更好的应用在产品使用和推广上，希望能取得良好的技术发展。目前相关企业要更加重视轻量化技术的应用，持续投入人力物力和财力在技术研发上，保证工程机械制造业能够健康可持续发展。
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