機械工程類論文
機械工程技術作為工業領域中不可缺少的生產手段,其有著舉足輕重的作用,而且其還是提升國家經濟水平的重要工具。下文是小編為大家蒐集整理的的內容，歡迎大家閱讀參考!
篇1
淺談機械裝置自動化技術
摘要：機械裝置在工業生產中佔有很重要的地位，特別是難度高、危險、工作量大的工程都是需要機械裝置的使用。文章首先對機械裝置自動化技術進行了簡單的概述，之後著重分析了其實踐應用。
關鍵字：機械裝置;自動化技術;實踐運用
在工業經濟的大背景下，自動化技術一直處於不斷髮展之中，自動化至今為止並沒有一個準確的定義，因為其在相關技術的支援下不斷革新，當前的自動化技術主要將計算機技術和人工智慧技術作為基礎，通過計算機程式來模擬人的思維，用機械裝置代替人類進行各項活動，當前機械裝置自動化技術已經被廣泛應用於各個領域中。
1機械裝置自動化技術概述
總結來說機械裝置自動化技術具備以下優點：首先，能夠節省大量人力，機械裝置自動化被應用以後，很多產業真正實現了批量生產，一個機床甚至一個車間只需要一個操控人員，生產效率大大提升;其次，機械裝置在計算機系統的操控下能夠精確完成各項動作指令，只要指揮沒有失誤，機械動作就不會出現失誤，可以說裝置技術水平比經驗最豐富的生產師傅還要高，因此產品質量明顯提升;最後，該項技術的應用能夠排除一些不確定因素的干擾，大大提升生產速度，人們可以根據標準生產速度預計月、季度以及年生產量，而且隨著技術的進一步發展，生產速度仍有上升空間[1]。
2機械裝置自動化技術的實踐運用
2.1各類刀具的自動化應用
工業生產過程中離不開各類刀具，尤其是與金屬加工相關的行業，切削過程中都要將刀具作為主要工具，機械裝置自動化技術還不發達的年代，使用這些刀具時對人的依賴程度比較高，換刀以及走刀過程需要浪費很多時間，切削時還容易出現失誤，隨著機械裝置自動化技術的發展，刀具的使用向著自動化的方向發展，普通機床以及自動機床在使用刀具時對人的依賴程度大大降低，工人們不再需要親自動手完成選刀、換刀以及走刀等一些列過程，這些刀具會根據計算機程式自動完成這些動作，不僅節省時間，且不容易出現失誤，技術人員只需要在操控室裡觀察整個過程，如果出現偏差直接在電腦中調整引數即可，既便捷又安全。
2.2運用於機械加工中
機械裝置自動化技術在機械加工中的應用非常普遍，比較典型的就是自動化加工裝置，自動化加工裝置主要有兩種型別，一種是全自動化，其能夠完全實現迴圈自動化加工，同時裝卸工件的過程也完全實現自動化，另一種是半自動化，只能做到前半部分，裝卸工件過程需要依靠人工，加工過程自動化可以代替人們絕大多數的體力勞動，甚至可以代替一部分腦力勞動。例如當前大多數機械加工過程所使用的都是數控機床，對加工過程進行自動化控制，能夠按照人們的要求批量加工出各類零件，實現流水作業。
2.3運用於計算機輔助設計與工藝中
計算機輔助製造包含很多內容，需要計算機輔助設計提供幫助，從廣義的角度來說，設計內容包括所有與物流相關事項，從狹義的角度來說，是指生產裝備間的活動，我們可以將其理解為數控程式設計，無論是廣義的角度理解還是從狹義的角度理解，設計中都要將機械裝置自動化技術作為根本依據。而在一些輔助工藝的設計中，人們可以根據實際需要對工藝流程進行優化，提升程式設計效率的同時，還能提升技術的精準度。而無論是設計過程還是在生產過程，都涉及到大量與生產過程有關的資料，將這些資料集中在一起進行統一管理，包括生產物料資訊、生產工藝流程、年度生產計劃、成本控制計劃以及產品訂單資訊等，這些資訊共同構成了生產過程的資訊流，資訊流的自動化管理實際上就是對整個產品生產週期的管理。
2.4運用於物流供輸中
機械製造中有一個非常重要的環節就是物流供輸，只有物流供輸過程順利進行，生產過程所需要的物料才能被及時運送到裝置處或者是倉儲處，機械生產過程才能持續下去。物流供輸過程的自動化，就是在生產系統中輸入物料名稱，系統就會根據流程判斷出該物料應該輸送到何處，並作出輸送指令，輸送機械就會根據指令完成輸送動作。物流供輸系統中包括以下幾項內容：其一是單機供料裝置，該裝置中包括五種機器，分別用於存料、隔料、上料以及輸料，另外其中還包括一組定位裝置，用來判斷物料輸送的具體位置;其二為連續輸送裝置，其中包括帶式、棍式以及鏈式輸送系統，還包括很多傳送帶，除此之外還有一個特殊的裝置叫做返回裝置，如果由於輸入錯誤或者是指令錯誤導致物料運輸失誤，就可以啟動該裝置將物料運回;其三為運輸小車，對於一些特殊物料就需要使用運輸小車運輸，例如鋼廠會使用有軌小車運煤，使用懸掛車運輸鋼卷等;其四是工業機器人，由於位置特殊其他裝置無法將物料輸送到時，工業機器人就能發揮作用;其五的儲存裝置，其中包括中央刀庫以及自動化立體倉庫。
2.5應用於裝配過程中
工業生產除了加工以外還有一個重要的過程就是轉配，就是將加工好的零件按照技術要求組合在一起，形成基礎部件或套件，最終裝配成完整的產品，機械裝置自動化技術最初發展起來的時候人們都將重點放在加工環節，而裝配環節主要依靠人工，大量技術工人由加工環節向裝配環節轉移，但是實踐表明人工裝配無論如何也滿足不了實際需求，於是人們開始研究自動化裝配。零件裝配質量會對產品質量產生直接影響，從技術角度來說，裝配過程要比加工過程更加複雜，因為其不屬於完全的流水化生產過程，需要自動化裝配系統具有一定的判斷力，能夠自動判斷出連線處或者是接觸處是否符合標準要求，連線的是否牢靠等，這就需要人工智慧技術提供支援，使自動裝配系統能夠模仿人腦思維。
2.6應用於檢測過程中
檢測是所有工業生產過程中必須可少的環節，能夠及時發現零件或者成品中存在的問題，避免一些不合格產品流入市場，例如汽車製造業就會對每一個零件進行檢測，確認尺寸、材料等所有特性都符合標準要求以後才可以進行裝配，同樣裝配完成以後仍舊要對裝配情況進行檢測，隨著加工和裝配過程的自動化，人工檢測已經不能滿足生產要求，各類自動化識別技術應運而生，例如，在對切削刀具的磨損情況進行檢查時，就可以將電流訊號作為依據，也可以根據人工神經網路做出判斷，自動化技術的應用大大提升了檢測效率，也提升了檢測結果的準確性。
機械裝置自動化技術具有悠久的歷史，在工業經濟的發展中具有不可替代的作用，到目前為止其仍舊處於進一步發展中，在計算機技術以及人工智慧技術越來越發達的今天，機械裝置自動化技術仍舊有非常大的發展空間。
參考文獻
[1]黃學俊.自動化技術在機械裝置製造中的應用[J].中國高新技術企業,2015,111330:60-61.
篇2
淺析機械結構優化設計的應用與展望
一、機械結構優化設計的關鍵技術與理論
機械結構優化設計中有許多的關鍵技術與理論，它們對機械結構優化設計的發展和應用起著十分重要的作用。歸結起來，其中的主要關鍵技術與理論有以下幾個方面：
機械結構優化設計的思想和理論;優化方法;建模技術;結構分析技術;結構重分析技術;敏度分析技術;軟體開發技術。機械結構優化設計的研究與開發主要集中在這幾個方面，不斷有新的理論、方法與技術出現，也有一些其他學科的相關知識和新理論被引入結構優化設計，並且大大拓寬了該方法的應用領域和範圍，為機械結構優化設計的發展注入了新的活力。
二、機械結構優化設計的應用
1.航空航天
航空航天技術代表著一個國家科學技術的綜合水平與實力，大量的先進科學技術首先在航空航天領域推廣應用或發明、開發，而機械結構優化設計發展最快、應用最廣和作用最大的領域也在航空航天。由於該領域的特殊地位，機械結構優化設計得到了廣泛的應用和充分的重視。目前，結構優化設計的大量研究集中在航空航天領域，同時也發表了大量的研究論文和研究報告。國內進行了有關飛機機身、飛機翼面、飛機結構整體、火箭發動機殼體、航空發動機輪盤、機身承力框架等結構優化設計方面的研究，發表了許多論文。而在國外，有關結構優化設計在航空航天工業中應用的研究更是層出不窮，發表了大量的研究報告和論文，一些著名的結構優化設計專家學者都在從事該領域的研究等。我國的航空航天工業已經取得了巨大的成功，其中機械結構優化設計應用是其重要的因素之一，而且必將成為越來越大的角色之一，為我國航海空航天事業的發展做出很大的貢獻。
2.船舶工業
船舶結構優化設計方法的研究相對起步較晚，我國開始研究船舶結構優化設計比國外晚了近十年。但是，我國的船舶結構優化設計也取得了較大的成果，在潛艇結構、中小型集裝箱結構、油船剖面、潛艇外部液壓艙等結構優化設計方面進行了研究，提高了相關研究物件的效能，為船舶設計提供了一種可靠、精確的設計方法。
3.通用機械和機床
通用機械和機床的結構優化設計也是一個機械結構優化設計成功應用的領域，把有限元技術與優化技術結合起來，機械結構優化設計對大型複雜機械結構件的設計是一種有效、精確的方法。由於一般的機械零部件都是連續體結構，結構分析非常複雜，進行結構優化設計比較困難。國內的相關研究比較突出，發表了大量的研究論文和報告，陳立周、孫煥純等根據機械設計中離散設計變數較多的情況，提出了離散設計變數結構優化設計方法;孫靖民、米成秋對機床床身等部件進行了結構優化設計;賙濟等研究了圓柱拉壓彈簧動載下的結構優化設計;鍾毅芳、唐增寶等進行了液力傳動系和雙級齒輪減速器的結構優化設計研究;方宗德等完成了斜齒輪三維修形的優化設計;秦東晨、方剛等完成了複雜箱形樑的結構優化設計研究等。通過這些研究工作的開展，通用機械和機床的設計有了一種快速、有效、可靠的設計方法，提高機械產品的設計水平。
4.汽車工業
汽車工業是一個不斷創新、發展的重要行業，各個國家和地區都十分重視汽車工業的發展。因此，先進的機械結構優化設計方法也就在此行業得到推廣和應用，國內外出現了大量的研究成果。馮振東等進行了萬向節傳動佈局的支承動態結構優化設計;田振中研究了特種汽車車身的結構優化設計;馮國勝對汽車車架的結構優化設計進行了研究;章一鳴等研究了汽車懸掛系統的優化設計;上官文斌等進行了發動機懸置系統的優化設計;秦東晨等對汽車車身進行了結構優化設計等。汽車工業已經成為機械結構優化設計廣泛應用的一個領域。
三、機械結構優化設計的展望
結構優化設計隨著最優化方法的不斷髮展和改善，已逐漸得以發展。
拓撲優化、材料優化和形狀優化的整合在機械結構和部件設計中具有重要的實用價值，是近年來出現的並行設計的重要組成部分，仍將是下一步研究工作的重點。拓撲優化能夠為結構的方案設計提供科學的依據，使複雜結構和部件在概念設計階段即可靈活地、理性地優選方案，有望用於大型實際結構優化設計求解。拓撲優化研究中提出的均勻化方法等，可以將材料選擇，佈局優化和形狀優化整合一體，為並行地設計材料、工藝和結構提供科學的手段，有關方法的研究，實用化軟體開發及應用是有意義的。但是要處理龐大的有限元和優化模型計算量增大，應力約束處理、對“多孔狀”材料分佈圓整化，單元消失可能會對計算模型造成病態等問題。
動態特性優化是機械系統和結構設計應用研究的一個重要方向。特徵向量、動力響應量的靈敏度分析、高度密集頻率的動力學問題的分析和優化設計，大型動力優化問題的建模和求解方法，非線性分析在優化中的應用，使優化技術的作用從對設計方案的優化延伸到加工工藝過程的優化，仍是極富有研究和應用價值。
結構優化技術在工程設計中的進一步推廣應用仍具實用價值，要解決優化設計的有限元模型的龐大性，解決結構優化與多學科設計問題交叉問題。對於機構、結構和機械裝置的可靠性與健壯性是大型工業裝備設計時十分關心的問題，綜合考慮可靠度，健壯性及成本的全效能優化設計理論、方法及其應用，將給出更為接近實際的結果，應予重視。在這類問題的研究中，對包括模糊性和隨機性的不確定因素應予注意。為促進優化設計為工程實際服務，進一步開展實用性，通用性的結構化設計軟體的開發和完善工作也是十分迫切的。
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