吕善强
新源动力股份有限公司 辽宁省大连市 1116000
内容摘要：随着社会的发展以及科技的进步，我国的经济水平得到了质的飞跃在此过程中我国机械设计水平也得到了发展，从而有效地提升了制造企业的生产效率。而随着信息技术以及计算机技术的发展，为机械产品设计以及结构优化设计带来了新的发展机遇。
关键词：机械 机构优化 设计 趋势
1机械设计技术
第一，AGV技术。AGV指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。在该技术设计中仅通过对电机运行速度的智能控制即可以实现机械设计的有效控制；第二，数字化设计技术。随着信息技术的发展，在现代机械设计技术中数学化技术也得到了广泛的应用，其不仅有效的提升了设计水平，而且还提升了机械产品的设计性能。在进行数字化设计过程中，主要是依托于构建数字模型，然后在通过计算机调试等方式来发现设计中存在的问题并进行改正优化。在新时代发展背景下，数字化机械产品设计贯穿了整个产品生产周期，所以不仅可以实现资源的配置，而且还提升了设计的可靠性；第三，并行化设计技术。并行化设计技术可为说是机械产品设计未来发展的必然趋势，那是因为，随着社会的发展机械产品在各行各业中的优势作用逐渐凸显出来，所以在此过程中必须要确保机械产品性能的稳定和安全性。在进行产品设计的过程中不能仅仅单独考虑其某一使用功能，而需要同时考虑到其他产品所需的机械功能，进而实现不同机械设备功能之间的互补，而通过并行化设计技术则可以有效的满足上述要求，提升机械产品的生产效率；第四，智能化设计技术。在进行机械产品设计的过程中，自动化技术也得到了广泛的应用并引起了相关人员的高度重视，为此，为了更好地实现机械产品设计的自动化发展，设计师必须要合理的应用智能化设计技术，高效的完成设计工作，并通过智能化技术的应用使产品的性能得到完善。除此以外，为了贯彻和落实可持续发展观，在进行机械产品设计过程中还应当注意绿色环保设计，从而促进机械行业的长久发展。
2 机械结构优化设计
2.1优化拓扑结构设计
在进行基层产品结构优化设计的过程中，传统的结构优化方式中设计人员往往将结构参数的优化作为重点研究对象，而忽略了对机械零部件拓扑结构的优化，而且缺乏相关的设计规则以及研究内容等，也导致设计人员对其零部件拓扑结构的优化重视。而随着我国工业机械水平的不断提升，相关人员也逐渐意识到为了有效地提升机械产品的结构性能，就必须要对其拓扑结构进行优化设计。为此，在优化拓扑结构过程中设计时必须要加强对以下两个方面的重视力度：即连续以及离散结构的优化设计。其中，连续结构的优化指的主要是空洞的形状、数量以及分布的范围等的优化；而离散结构的优化重点则指的是对不同关键位置设计的优化，所以在此过程中必须要确定产品设计的关键点。
2.2优化形状结构设计
对于机械产品的形状结构的优化设计而言，因为机械设备的使用性能会受到诸多因素的影响，所以在实际的优化过程中必须要进入深入研究。
总得来讲，对于工业以及制造企业而言其在生产过程中均会使用到大量的大型机械设备，而对于此类设备而言，内部结构较为复杂，其构件的形状也趋于多样化，为此对于该类型的机械形状结构的优化难度较大。在上世纪中期，随着国内工业以及制造业的兴起，国内外逐渐加强了对机械产品设计优化的研究，以求提升机械设备的生产效率，对于我国而言，对于机械结构形状的优化主要以机械零部件结构优化、形状设计优化以及制造业机器人优化等几个方面。
2.3优化机械结构设计尺寸
对于机械行业而言，在对机械产品进行优化的过程中，其结构尺寸本身就是整个设计工作的重点组成部分，并且对于机械产品尺寸的精准度要求也较高。当正式进行机械结构设计过程中，相关设计人员必须要意识到零部件自身尺寸对于机械产品性能以及生产效率将起到直接影响作用。如果将多个零部件组装应用在某一机械产品中，一旦某一个零部件尺寸无法满足生产需求势必会导致其连接的各个零部件的使用性能均会造成不良影响，譬如，导致各零部件的磨损增加，甚至严重导致生产的停运等。换而言之，就是如果继续设备所使用的零部件数量越多其对于零部件尺寸精度要求也就越高；除此以外，在进行机械产品尺寸结构优化的构成中，还要确保拓扑以及产品结构形状保持不变，之后在通过利用计算机技术精准的将零部件尺寸精准、高效地进行优化调整，进而提升机械产品的生产效率。
2.4动态性能优化设计
所谓机械产品的额动态性能指的主要是当机械产品结构在收到外界因素的作用时，其势必会导致产品表面出现不同程度的变化规律以及运动参数。通过分析和优化机械产品的动态性能可以有效地掌握机械产品的使用寿命以及所能承受的最大工作强度，为此，加强机械产品结构动态性能进行优化可以有效地降低机械设备的运作负担，提升机械设备的使用寿命。
3 机械结构优化设计趋势探究
3.1设计能力的发展方向
第一，建模能力的提升。为了有效地提升机械结构优化设计，必须要加强建模能力的提高。对于机械结构优化设计而言其中有一部分仅能凭借相关经验进行描述尚不能通过数学方式来进行展示，为此通过加强建模能力的提升，可以有效地提高此类结构设计的水平。第二，求解能力。所谓的求解能力值得就是解决各类机械结构设计模型的能力。在进行结构设计过程中不仅需要对变量进行优化设计，而且还要综合考虑一些随机性因素。为此，首先，随机变量的确定；其次，基于此进行目标函数的设定；最后，求解该模型来进行机械结构的优化设计。另外，在此过程中还要加强对含糊变量、非光滑问题的优化设计，进而提升机械结构设计水平。第三，设计的后处理能力的提升。所谓机械结构优化设计后处理能力值得主要是对优化结果进行评估的能力提升，譬如，设计方案、图形的输出以及所有设计有关的活动的评估等。
3.2多学科协同优化设计
所谓多学科协同优化设计指的主要是有效的融合各类算法、数据分析以及设计策略等，进而有效的形成一个相互应作业且耦合的结构设计子系统，进而实现多学科的协同优化设计。其主要包含以下几个方面：第一，分解和分析。分解以及分析主要针对的是系统而讲的，该分析系统还可以分为多个子系统并且通过对子系统变量、设计函数等的构成，进而提升子系统的求解顺序、耦合度以及设计灵敏度等；第二，综合和协调。在进行机械结构的优化设计过程中，可以有效地结合子系统各关系以及计算等情况，进而对整个设计系统进行调控，进而实现对结构设计的分优化。
参考文献
[1] 房灿．机械结构优化设计应用与趋势研究［J］．科技创新与应用，2016.
[2] 杨天平，唐宏．机械结构优化设计应用与趋势分析［J］．电子制作，2013.
[3] 张钟文．试析机械结构优化设计的应用及趋势［J］．装备制造技术，2016.