如何優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)思考

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摘要：機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，目的是提出最佳的方案，滿足機(jī)械結(jié)構(gòu)更新?lián)Q代的需求。機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，促使機(jī)械結(jié)構(gòu)面臨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，需通過(guò)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的方式，才能保障機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能和穩(wěn)定性，所以本文重點(diǎn)分析如何優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；結(jié)構(gòu)；動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

0引言

機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)優(yōu)化，是機(jī)械領(lǐng)域市場(chǎng)發(fā)展的結(jié)果，打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的限制，提高動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的綜合能力。目前，隨著機(jī)械行業(yè)的進(jìn)步，如何優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，成為主要的問(wèn)題，應(yīng)該根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)的需求，優(yōu)化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的過(guò)程，確保其具備充足的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，體現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，最主要的是符合機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。

1機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析

機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是指根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的特性，構(gòu)建動(dòng)力選模型，應(yīng)用到機(jī)床設(shè)計(jì)的流程內(nèi)。動(dòng)態(tài)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠找出機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的薄弱項(xiàng)目，根據(jù)模型的模擬狀態(tài)，提出相關(guān)的改進(jìn)措施。機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中需要選擇有效的變量信息，完善初始參數(shù)和修改后參數(shù)的使用，促使結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)達(dá)到優(yōu)化的狀態(tài)，強(qiáng)化機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)踐設(shè)計(jì)[1]。機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，符合現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品精細(xì)化的設(shè)計(jì)要求，提供穩(wěn)定的設(shè)計(jì)模型，為機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供穩(wěn)定的模型和設(shè)計(jì)方法，規(guī)范機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

2機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的技術(shù)

機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的技術(shù)，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，分別是有限元建模技術(shù)和ANSYS軟件技術(shù)，對(duì)其做如下分析：

2.1有限元建模技術(shù)

機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜、繁瑣的工作，將有限元做為設(shè)計(jì)建模的理論基礎(chǔ)，積極分析機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。有限元建模技術(shù)，促使機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，趨向于真實(shí)的求解區(qū)域，可以將機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的不同單元體，組合到同一個(gè)求解區(qū)域內(nèi)，規(guī)劃出機(jī)械產(chǎn)品所需的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，有限元建模技術(shù)根據(jù)幾類設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，模擬可能使用的幾何形狀，體現(xiàn)數(shù)值分析方法的優(yōu)勢(shì)。有限元建模技術(shù)在機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中，需要注重單元函數(shù)的求解過(guò)程，得出未知函數(shù)的準(zhǔn)確表達(dá)。

2.2ANSYS軟件技術(shù)

ANSYS軟件降低了機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的計(jì)算難度，提供可靠的操作和計(jì)算。ANSYS軟件，能夠根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的需求，規(guī)劃出問(wèn)題的范疇，在此基礎(chǔ)上輔助構(gòu)建有限元，優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的步驟[2]。ANSYS軟件技術(shù)中，可以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)化需求，引入CAD軟件，完善計(jì)算數(shù)據(jù)的使用。ANSYS軟件技術(shù)，廣泛應(yīng)用在交通、家電等行業(yè)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，清晰的反饋設(shè)計(jì)結(jié)果，表達(dá)機(jī)械產(chǎn)品的非線性動(dòng)態(tài)變化，有利于提升動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，消除潛在的設(shè)計(jì)誤差。

3機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的技術(shù)應(yīng)用，分析優(yōu)化措施，確保優(yōu)化措施在機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的落實(shí)效果。首先機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的類型多樣，涉及到復(fù)雜的工藝技術(shù)，直接增加了動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的壓力，需要在機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)修改等方面，實(shí)行相關(guān)的優(yōu)化處理，提高動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的靈敏度。例如：機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施中，以特征向量為分析因素，全面完善與機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算，明確機(jī)械動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)中潛在的影響因素，假如機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的變量較小時(shí)，可以按照原有的理論基礎(chǔ)，更改設(shè)計(jì)方法，充分模擬機(jī)械動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)特征，此類優(yōu)化設(shè)計(jì)方法比較注重局部近似分析，其在變量較小的環(huán)境中比較實(shí)用，但是變量較大時(shí)，需要引入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方式，特別是在機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析內(nèi)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)。然后針對(duì)機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的逆向問(wèn)題，提出優(yōu)化的措施，專門用于解決逆向型問(wèn)題。機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，逆向問(wèn)題是指設(shè)計(jì)過(guò)程中可以滿足動(dòng)態(tài)特征的需求，但結(jié)構(gòu)機(jī)械的結(jié)構(gòu)參數(shù)與剛度矩陣，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的融合，因此，設(shè)計(jì)人員將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)參數(shù)，轉(zhuǎn)為逆特征值，推理得出設(shè)計(jì)的對(duì)象信息，較為常見(jiàn)的是有限元逆特征值的求解，通過(guò)研究機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)，利用線性求解方法，求出機(jī)械結(jié)構(gòu)的尺寸數(shù)值。目前，在逆向問(wèn)題的優(yōu)化中，設(shè)計(jì)人員匯總機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，將模糊理論等內(nèi)容，引入到優(yōu)化設(shè)計(jì)中，實(shí)際案例證實(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化的可行性，進(jìn)而完善構(gòu)建有限元模型，輔助解決機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的逆向問(wèn)題，提高機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。最后在優(yōu)化機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用，深入落實(shí)仿真技術(shù)的使用，同時(shí)配合信息化建模，體現(xiàn)機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中智能化、自動(dòng)化的特性[3]。例如：設(shè)計(jì)人員在機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的有限元分析中，引入多項(xiàng)學(xué)科知識(shí)，如虛擬技術(shù)、機(jī)械動(dòng)力技術(shù)等，提升機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的綜合性，映射計(jì)算機(jī)環(huán)境中的機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方式，而且計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，能夠根據(jù)機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的需求，提供虛擬的環(huán)境狀態(tài)，促進(jìn)虛擬機(jī)械設(shè)備的開(kāi)發(fā)發(fā)展，即使機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)誤差，也能在虛擬環(huán)境中迅速更改，減輕設(shè)計(jì)中的計(jì)算量，一方面確保機(jī)械動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)的水平，另一方面提升真實(shí)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的精確度。

4結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)化過(guò)程中，融入了諸多科學(xué)領(lǐng)域的內(nèi)容，如：電子、動(dòng)力等，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有效的支持。根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)用，全面落實(shí)優(yōu)化措施的應(yīng)用，改善機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的方式，促使其可跟上行業(yè)的發(fā)展速度，體現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的價(jià)值和作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者：陳志霞 單位：包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院