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摘要：在我国现代化建设不断发展的过程中，无论是工业生产还是居民的日常消费，都在机械产品方面体现出越来越大的需求。一个国家在机械设备制造方面的水平,一定程度上也反映了这个国家的综合技术水平。在我国经济发展方式不断变化，产业结构不断升级的大背景下，在机械结构设计方面需要加入更多的创新元素，才能够满足用户日益增长的消费需求。
关键词：创新设计；机械结构设计；应用
当前，对于机械结构的创新设计已经得到了较为广泛的关注，创新是为了对机械进行更好地利用，同时也是为了将其实际效能发挥出来。对于机械结构创新设计来说，一般其思维都较为统一，且以变元法为主，因为这种方法使用简单，在创新设计中利用逻辑化的思维可以对可变元素进行系统化的梳理。对于机械结构设计来说，它是一项非常具有创造性的工作，在设计机械结构时需要时刻对其进行改进和创新，这样才能让设计达到最优化效果。在本文中，主要论述了变元法在机械结构创新设计中的应用，以期能得到更好的机械结构设计效果。
1机械结构设计创新的重要意义
科学技术的进步与时代的发展为机械结构的设计理论提出了更高的要求。在产业结构升级的大背景下，如何根据用户的基本需求有针对性地设计出应用范围较广的机械产品已经成为生产厂家十分重要的研究课题之一。针对机械结构所开展的设计创新工作，也需要以用户具体的使用需求为基础，而不是靠主观臆想。其根本性的实现方式是将不同的模块与构件以优化式的手段组合起来。
2基于变元法的机械结构设计创新
2.1材料变元
机械设计中可以选择的材料很多，不同的材料对应不用的加工工艺，结构类型，零件尺寸。通过调整材料变元可以创新性制定不同结构方案。例如：在运用钢材料的结构设计中，通常加大零件的截面尺寸以增加结构的强度和刚度；而在铸铁的结构设计中，则是通过加强筋和隔板的方法加强结构的刚度和强度；塑料材料的结构设计中，塑料件的筋板与壁厚相近并均匀对称。
2.2数量变元
产品结构中存在的基本元素包括加工面和工作面，轮廓面和轮廓线，零件本身。可以对结构中具有的基本元素数量进行调整、改变以达到改变机械结构的目的。例如：铸件结构形状力求简单，在可能情况下尽量采用直线形的轮廓。在螺纹连接结构中，为防止螺钉松脱，往往需要螺钉与弹簧垫圈同时安装使用；但也可以把螺钉设计成将螺钉、垫圈和弹簧垫圈的功能集成为一体的在螺钉头安装接触面带有防松措施的防松螺钉，既减少零件数量又方便装配。
2.3位置变元
在设计机械结构的时候，可以通过合理的改变机械结构中各个零件的位置，来达到创新优化结构的目的。在分配焊缝位置的时候，可以适当将零件调整到中性轴或是在中性轴附近，这样一来不仅可以减少收缩力矩、有效的使弯曲变形的可能性降低，也能让机械操作更加流畅、更加稳定。机械结构是一个有限的空间，在一个有限空间中最大程度的发挥其效益，才能够让其具有更高的价值。
2.4工艺变元
机械结构设计不是一个简单的过程，因此其必然也存在很多不同水平的工艺。在一个机械零结构的设计当中，采用不同的工艺去制作不同的机械零件会对总体结构造成非常大的影响。工艺的不同可能影响到零件的性能、质量、成本等各个方面，因此在实际运用中需要重点考虑。尤其是像加工工艺以及转配工艺这样的技术不断的发展与提高，更是出现了许多新型结构，和传统的机械加工结构相比就显现出了非常明显的优势。因此想要拿捏好的工艺的水平，就必须要制作出一份完美的设计图纸，其中严格的分析了各个零件的数据，只有这样才能在确保质量的同时进一步的提高机械结构的实用合理性。
2.5形状变元
根据形状变元可以看出这一变元法主要就是对于元器件的整体进行调整变形以后得到一些需要的元器件，这样就可以达到机械设计的目的要求以及想要的元器件的参数。来达到最好的优化效果。举个例子：充分利用弹簧的弹性来进行元器件的安装，那么在进行安装时弹簧有很多种类型，那么相应的通过弹簧安装的元器件也就会有很多种不同的形状，就好像有圆柱型，平面型等等。那么我们可以充分利用这些元器件的形状来进行设计和优化作用。那么弹簧要考虑它的物理特性不能不起作用也不能过于压紧，因为前者不能将弹簧的特性发挥出来，而后者将会使弹簧在以后的使用中失去它的弹性作用。那么弹簧一定要保持稳定不能够轻易的松动，弹簧的特性我们可以充分的利用，因为弹簧不仅体积小而且便于和各个元器件相互进行结合。
3结构方案的评价与优化
综合分析多种设计方案，确保能够优中选优，在合理分析的前提下，评价的时候应用模糊综合评判方式。主要需要考虑的评价因素包括：社会效益，是否导致出现事故；经济指标，即人员、成本等；可操作性；是否具备成熟、完善的施工工艺；安全性和维修性等，基于此，在分析和研究机械结构的时候，对设计中比较关键和重要的机械或者零件建立一定数学模型，来不断优化结构设计。如果设计模型能够切实反映机械设备实际特点，此时优化结果能够为调整和改进机械设计结构提供保障和依据，从而最终达到综合优化产品设计结构的目的。随着不断发展创新科学技术，已经开始逐渐创新设计机械结构和测控设备的方法以及设计思路。为了能够完全符合实际发展需求，设计满足社会发展的机械设备，需要相关人员不断进行创新和实践，在设计机械结构的时候不断引进新技术、新理念。
结束语：
总而言之，社会的发展离不开创新的机械结构设计，现在社会人们的需求逐渐变高，更加巧妙的机械结构也能为生活提供方便之处。从某种角度来看，这也能够让经济有所发展。创新这一举措也恰好是当代社会都需要的，只有创新设计，才能让机械结构设计的水平更高，设计人员应该怀着饱满充分的设计情感，来达到创新机械设计结构这一目的。机械结构设计需要创新，社会也需要创新型人才来推动，只有这样才能拥有更好的明天。
参考文献：
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