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機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇及應(yīng)用研究論文
材料的選擇與應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的一環(huán)，材料選擇的好，機(jī)械的設(shè)計(jì)就成功了一半，在之后的機(jī)械制造中就會(huì)更加順利。所以，我們要重視機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇和應(yīng)用，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
1 機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇和應(yīng)用的重要意義
我國的工業(yè)化步伐大大加快，對于機(jī)械的使用需求越來越大，對于機(jī)械材料的需求更是日益增多，這導(dǎo)致了機(jī)械設(shè)計(jì)材料的稀缺，人們尋求更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保、更適用的機(jī)械設(shè)計(jì)材料成了當(dāng)務(wù)之急。為了更好地滿足人們?nèi)找嫘枨蟮奈镔|(zhì)文化和精神文化需求，這就需要機(jī)械設(shè)計(jì)的材料朝著更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、適用的方向發(fā)展，在社會(huì)各種發(fā)展都對材料進(jìn)行大規(guī)模使用的激烈的市場競爭中，若想獲得一線的發(fā)展，就要充分利用目前擁有的材料，利用有限的資源，對機(jī)械設(shè)計(jì)的材料進(jìn)行選擇和應(yīng)用，進(jìn)而進(jìn)一步地加大對于機(jī)械設(shè)計(jì)的使用和機(jī)械設(shè)計(jì)的工作，為我國機(jī)械行業(yè)和我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇和應(yīng)用的注意事項(xiàng)
2.1 滿足機(jī)械零件應(yīng)用的要求
機(jī)械設(shè)計(jì)必須要考慮到機(jī)械的負(fù)載能力，如果機(jī)械的負(fù)載能力差，就會(huì)使整個(gè)機(jī)械的零件失效，達(dá)不到機(jī)械進(jìn)行正常工作的要求。所以，在對機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的材料選擇時(shí)，一定要結(jié)合機(jī)械所要進(jìn)行的工作，考慮到機(jī)械所要承受的負(fù)載，然后對材料進(jìn)行選擇，以此作為機(jī)械設(shè)計(jì)的材料選擇進(jìn)行可靠性實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。如果機(jī)械零件在受到重壓的時(shí)候產(chǎn)生扭曲或者彎曲的情況，這種變形有時(shí)候是可以恢復(fù)的，但有時(shí)卻是永久性的，這就使得機(jī)械受到損傷，不能進(jìn)行工作。所以，為了避免上述情況的發(fā)生，我們在對機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行材料的選擇時(shí)，一定要確保零件不會(huì)發(fā)生扭曲，確保它的實(shí)用性，采用較為堅(jiān)固的材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便能夠均勻機(jī)械的受力，改善材料的抗變形性能。比如，在對機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)加工時(shí)，可以采用中碳調(diào)制或低碳鋼滲碳的加工方式，用此來提高材料的性能，從而滿足機(jī)械零件應(yīng)用的要求。
2.2 滿足經(jīng)濟(jì)性的要求
每一個(gè)企業(yè)進(jìn)行運(yùn)營都是為了盈利，獲得企業(yè)的收入，所以對機(jī)械設(shè)計(jì)材料進(jìn)行選擇也必須要滿足這個(gè)條件。尤其是在當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，人們對于機(jī)械的需求量加大，但是日益突出的資源缺乏的問題卻給機(jī)械設(shè)計(jì)的材料選擇帶來了巨大的困難。企業(yè)一方面要考慮到對于企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益，又要保證機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量，所以在對機(jī)械設(shè)計(jì)的材料選擇上就要更加仔細(xì)慎重，既不能造成材料的浪費(fèi)，又要盡可能地滿足機(jī)械在性能上的一切需求。例如，我們要選擇一種材料，這種材料要具有一定的硬度，這就需要企業(yè)對于一切可以進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的材料進(jìn)行權(quán)衡，根據(jù)材料具體的形狀和機(jī)械零部件的尺寸大小以及零件需要滿足的硬度進(jìn)行選擇，選擇的材料要盡可能滿足機(jī)械的各種性能，所需的材料數(shù)量也要進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算，避免產(chǎn)生浪費(fèi)現(xiàn)象，造成對材料的采用過多，從而造成了企業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)成本的增加。如果在設(shè)計(jì)中有效截面的面積小于50mm，那么企業(yè)就可以選擇20Cr;如果有效截面面積是50～150mm之間，并且它的重量又不重，小于50kg，那么企業(yè)就可以選擇20Cmnti，諸如此類的做法，這樣企業(yè)就可以對機(jī)械設(shè)計(jì)的材料的選擇進(jìn)行合理的優(yōu)化與改進(jìn)，避免出現(xiàn)浪費(fèi)的現(xiàn)象造成資源缺失的進(jìn)一步加大，從而造成企業(yè)的成本大大增加，達(dá)不到企業(yè)盈利的目的。
2.3 滿足環(huán)保性的要求
目前，由于工業(yè)發(fā)展給環(huán)境造成的破壞已經(jīng)成了一個(gè)不爭的事實(shí)，如工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢料垃圾、工業(yè)垃圾和一些白色污染。這些都是工業(yè)發(fā)展帶給環(huán)境的巨大污染，是人們最近以來普遍關(guān)注的問題，也是急需解決的環(huán)境問題。從工業(yè)生產(chǎn)的源頭，即機(jī)械的設(shè)計(jì)的材料選擇上把好關(guān)，選擇對環(huán)境具有環(huán)保效果的、沒有危害的材料，這樣才能夠促進(jìn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，保持生態(tài)平衡，從而推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在這一過程中，擔(dān)任機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)人員也是至關(guān)重要的，機(jī)械設(shè)計(jì)人員要掌握多方面的知識(shí)，需要對機(jī)械設(shè)計(jì)的材料進(jìn)行多方面的分析和研究，最終進(jìn)行慎重的選擇�？梢哉f機(jī)械設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的事業(yè)，機(jī)械設(shè)計(jì)是一切工作順利進(jìn)行的前提，企業(yè)生產(chǎn)取決于設(shè)計(jì)的好壞，所以為了追求企業(yè)的最大利潤，就要加大機(jī)械設(shè)計(jì)對于環(huán)境保護(hù)的要求，遵循保護(hù)環(huán)境與生態(tài)平衡的原則，對人類賴以生存和發(fā)展的家園進(jìn)行有效的保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)材料選擇和應(yīng)用滿足環(huán)保性要求的目的。
3 機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用
3.1 實(shí)用性材料的選擇與應(yīng)用
機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇與應(yīng)用主要是為了滿足機(jī)械在實(shí)際操作中的使用，所以機(jī)械設(shè)計(jì)的材料必須要有實(shí)用性。首先，在對機(jī)械材料的應(yīng)用上要以工藝生產(chǎn)為指標(biāo)，對材料所要使用的范圍和用途進(jìn)行系統(tǒng)的了解后，對材料進(jìn)行鑄造、切割等操作，以滿足不同設(shè)計(jì)的需求。其次，機(jī)械的不同零件對于材料的需求也不同，這要充分考慮材料的具體使用，例如制造哪個(gè)零件，然后再對材料進(jìn)行強(qiáng)度和耐磨性的選擇，對于有特殊要求的材料要進(jìn)行特殊處理。
3.2 載荷類型材料的選擇與應(yīng)用
在機(jī)械的使用過程中，如果材料沒有較好的荷載能力，就會(huì)造成機(jī)械無法使用以及被壓壞的現(xiàn)象，所以對于材料的要求應(yīng)格外注意它的荷載能力。如在機(jī)械的使用過程中，會(huì)在正常的時(shí)候突然出現(xiàn)抑制失效的情況，這都是荷載出現(xiàn)了問題。所以，在選擇和應(yīng)用材料時(shí)，一定要估算材料的荷載能力，從而完善機(jī)械在工作中的使用狀況。
3.3 低消耗材料的選擇與應(yīng)用
隨著國家對于環(huán)保工作的強(qiáng)力推進(jìn)，機(jī)械設(shè)計(jì)也要遵循國家可持續(xù)發(fā)展的理念，在機(jī)械設(shè)計(jì)上要盡可能地減少污染和資源的浪費(fèi)。一方面，要盡可能減少熱處理技術(shù)的使用，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)對材料的壽命是有一定影響的，同時(shí)也會(huì)帶來較大的環(huán)境污染。所以，我們?yōu)榱擞行p少這種現(xiàn)象的發(fā)生，可以進(jìn)行熱軋狀態(tài)和冷軋狀態(tài)下發(fā)揮性能的材料。另一方面，如果不能避免熱處理，就要選擇進(jìn)行熱處理較少的材料，降低消耗，促進(jìn)機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
3.4 無害材料的選擇與應(yīng)用
在人們的日常生活中出現(xiàn)了許多有害的物質(zhì)，這也加強(qiáng)了企業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇上的注意。所以，機(jī)械設(shè)計(jì)的材料要盡可能地選擇一些無害的材料，否則就會(huì)給人體帶來一些危害。比如，Ni元素，這種元素對于人體的危害是十分巨大的，同時(shí)它還會(huì)給環(huán)境帶來極大的污染。要對材料進(jìn)行慎重選擇，防止選擇有害的材料，就要加大對材料的監(jiān)測和管理，避免有害材料進(jìn)入到機(jī)械設(shè)計(jì)中來�？傊�，這是現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)計(jì)中一個(gè)十分重要的問題。
4 結(jié)語
總而言之，我們對于機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇和應(yīng)用要更加符合現(xiàn)代社會(huì)對于環(huán)保和經(jīng)濟(jì)、實(shí)用與可持續(xù)的要求，從而為機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展提供切實(shí)有力的保障。
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