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摘要：当今社会在飞速发展，经济效益也在不断增长。为了能够长期占据有力市场地位，提高企业市场竞争力，不少行业都对自身技术或设计进行新时代的创新。机械结构设计的市场慢慢变得丰富起来，设计的理念也不免有些改变，所以要及时对其结构设计进行改善和创新，跟上新时代的脚步。在现代化的时代下，与时俱进是最好的选择，借助变元法，让机械结构不断地优化更新，不仅为结构的质量做出保障，还增加了在实际应用中的效果。本文基于机械产品设计的结构优化技术运用实践展开论述。
关键词：机械产品设计；结构优化技术；运用实践
中图分类号：TH122文献标识码：A
引言
机械结构的设计是机械制造业发展的重中之重，其设计的成果不仅决定着机械产品的质量，同时还影响着机械制造业的发展。传统的机械设计在实际运行过程中经常会因为受到各种因素的影响，呈现出多种问题，而创新设计则能很好地解决传统机械结构的问题，从而极大地提升机械生产的效率。
1当前机械结构设计的概述
1.1机械结构设计
机械结构设计的基本内容包括：对机械产品材料的选择、机械产品的外观设计、机械产品的大小型号设计、机械零件的连接方式和机械功能的设计等。由于时代的发展，传统机械结构的设计早已不能满足机械制造业的供给需求，必须研发出新型的机械结构，以满足市场需要。特别需要注意的是，机械结构的创新设计必须符合机械制造业的标准，不能违背机械运行的常理，否则将会引发安全事故。
1.2机械结构设计的关键因素
根据以往的实践经验可以得知，机械结构设计的关键因素主要分为两点：一是机械产品的质量。众所周知，产品的实用价值是通过其质量体现的，只有在确保其质量过关的情况下才能将机械产品投入使用。为保障产品的质量，设计者在设计其结构时，必须提前对产品的质量进行检验，在确保产品的结构、硬度、精确度都能符合相关使用标准后，再考虑机械结构的设计。二是机械产品的创新。产品的创新性是机械结构设计的核心，且其创新性还能在一定程度上提高机械产品的市场竞争力。因此，机械产品的设计师在设计时需从产品的创新性着手。充分考量产品的性能、外型及其操作等方面的创新。
2对机械结构设计进行创新工作的必要性
由于机械结构设计市场随着社会和时代的变化变得逐渐多元化，为了充分体现这一特点，必须需要相应的性能与效率，从而保证工作顺利进行。原先的机械结构设计过于单调简单，功能有限，导致应用效果没有达到最佳期望值。为此，创新成为关键之处。运用最先进的材料来进行设计，同时培养工作人员们的创新意识，不再局限于传统结构，要在其基础上做出一定的优化及改善，确保结构质量安全和市场竞争力。
3机械产品设计的结构优化技术应用策略探讨
3.1在结构优化设计中要运用各个学科的综合能力
对于机械产品设计的结构优化来说，这是一项复杂的工程，涉及的知识面非常广，与各个专业学科都有交集，如计算机技术、数学、数据分析等。在对机械产品进行设计时，要从多方面进行考虑，明确设计方案是否具备可操作性。首先要以工程宏观角度出发，将设计系统中不同的设计内容通过相对的知识设定目标函数，对函数变量进行优化，对每个模块都进行精心设计，找到其中的联系，并对其进行整体组合，确保优化设计方案中的完整性。
3.2提高技术人员的综合素质
在对机械产品进行设计优化时，相关技术人员要具备扎实的专业知识，并且要懂得数学建模知识。设计人员要掌握设计规范要求，能够将产品功能发挥出来，利用数学语言对设计内容与其中遗留的问题进行阐述，进而选择最佳的数学模型。设计人员除了具备建模能力外，还要具备解决问题的能力，根据参数变量的不同，在求解时能够得到最佳答案。
3.3提高数控机床的稳定性和精准性
从机床运转和结构设计方面来看，数控机床由于长时间的运行，往往会受到损害，导致在后期生产过程当中产生不稳定的因素，影响产品质量和标准。在了解内部结构设计的基础之上，通过合理的方式减小运行过程中所产生的惯性和不必要的波动。可以采用新型材料将其内部升级，对于提高稳定性有很大帮助。例如，可以采用刚性结构设计，减轻相关材料的重量，对于机械自身则可以选用防震效果较好的材料，从而增加数控机床的稳定性。企业生产出来的产品，有时候并不符合标准。产生这一现象的主要原因是机床在生产过程当中的精准性逐渐下降。影响精准性的因素有内部因素、外部环境因素、自身结构因素等。
3.4灵敏度优化设计
在进行机械可靠性设计时，其中比较重要的是灵敏度设计。该设计是在可靠性设计基础之上，依据灵敏度参数，计算出对机械产品失效影响的不同数值，找出对机械零件可靠性设计中敏感性影响比较大的变量，根据这些变量造成的工作效果进行新一轮的评估，根据评估结果对相应灵敏度的参数进行调整，以防机械产品在使用过程中因为一些外在因素变差而失去灵敏性。在灵敏度进行设计的过程中，可以根据灵敏度的计算公式进行计算，以此确定设计参数的灵敏度，根据这些数值进行产品设计，可以提高机械产品的灵敏度，从而减少灵敏度对产品可靠性的影响，使机械零件结构的可靠性得到充分保证。
3.5可靠性优化设计
可靠性灵敏度设计是可靠性分析加上灵敏度理论的产物，能调整可靠性分析下的各项设计参数，最终找到最优设计方案。可靠性分析虽然考虑了环境影响，剔除了人为因素和主观理解，并且对设计结果的离散性进行了分析。但是，可靠性分析并不是面面俱到，因为可靠性分析是在确定外观尺寸和产品寿命的前提下进行计算，所以产品外观实际上是提前定好而不能进行优化，外观的固定，固定了用料和安全性能，虽然可靠性分析十分接近机械零件的实际使用情况，但却不能完全代表实际使用情况，因此需要对零件进行可靠性优化，可靠性优化设计由此诞生。简单说，可靠性优化设计是在可靠性分析的基础上，融合数学建模思想，用规划的方式建立可靠性分析之下的数学模型，然后对这个数学模型进行约束，但在通常情况下约束强度、应力、刚度等，上文提到的外观、寿命、产品用料等都是随机变量，在约束条件下，将成本值尽可能取小，将寿命值尽可能取大，综合考虑，就能得到更加合理的外观尺寸和设计参数，然后再进行设计和可靠性分析，得到的设计方案就会考虑更多情况，并且更加接近真实情况，能更准确好的预估风险。因此，可靠性优化设计是可靠性分析的必经之路，是帮助生产企业进一步的控制成本，节约资源，减少生产时间，制造高质量产品的有利手段。
结束语
综上所述，时代在进步，任何事物为了能够不断发展都在一直创新。机械结构设计的创新不仅能够增加自身竞争力，还能将最新技术应用在实际生活中，提高其应用效果，使得机械化发展不断进步，增加机械业的市场地位。推广应用机械结构设计的创新理念，同样也为国家和社会的经济效益做出贡献。
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