1、机械设计中的材料选择及应用研究摘要：随着工业发展的高速前进，人们对机械设计材料的选择和应用的要求也越来越高，做好机械设计的材料的选择十分重要，这也成为了机械设计行业的难点和重点，在保证机器正常的刚度强度下，节约材料，环保节能，提高机械的经济性，适用性成为了本行业研究的重点。本文简述了关于机械设计的材料选择和应用的重要意义，对机械设计材料的特点和选择进行了分析。 关键词：机械设计；材料选择；应用 中图分类号：F407.4 文献标识码：A 引言 在全球经济一体化进程不断加剧与城市化建设规模持续扩大背景的作用下，机械行业在整个国民行业中所占据的地位日益关键，可以说，机械行业经济效益的实现与提高对市场
2、经济主导下国民经济的蓬勃发展起到了决定性的作用，从科学发展观角度来说，现代社会对机械设计中材料的选择与应用工作也提出了新的要求，相关工作人员需要在确保机械设计材料满足机械施工作业基本需求的基础之上，做到使机械设计整体能满足经济社会，生态环境可持续发展要求。 相关研究学者提出，在整个机械设计的材料选择与工作当中，我们不仅需要重视各个材料零件的合理性，更要注重对各种零件之间协调配合性能的研究，那么，如何做好机械设计中材料的选择与应用工作呢？有哪些工作要点是需要沃恩着重关注的呢？笔者结合实际工作经验，就这一问题谈谈自己的看法和体会。 一、机械设计中的材料的选择和应用的分析 随着经济的高速发展，环境、
3、资源等诸多问题也慢慢随之浮出水面，在大量开发之后一些机械设计中重要的资源已经变得越来越少，尽管我国地大物博，但人口众多导致了人均占有量居世界末尾，同时一些竞争引发了资源的不稳定性，使得机械制造的材料成本增高，进一步压缩了应用空间，因此我们应该在机械设计的材料选择方面做更多的研究，以便于减轻机械制造的负担，增加机械效率，提高机械寿命，同时也做到节能减排，保护环境，为可持续发展做出贡献。 二、材料选择和应用在机械设计中的注意事项 材料选择是机械设计的最重要最关键的内容之一，关系到整个设计的工作质量。我认为，想要做好选择工作，首先要满足设计产品的实用性，其次，是经济性、可操作性以及安全性，最后是要符
4、合可持续发展的要求。所以，我认为，在机械设计材料的选择工作中，以下几个方面需要工作人员注意。 （一）机械设计中材料选择满足机械零件应用要求 实践表明，机械零件的失效其最大的原因就是因其外载荷所造成的，而且，这是一个不能避免的矛盾而衡量这个矛盾在我们的设计工作中，是用材料载荷性能以及需求的外载荷的大小作为评价指标的。比如： 对于载荷可以使得零件弯曲或者扭曲，或者零件会因载荷而弯曲、拉伸和压缩。我们可以用中碳钢调质或 低碳钢渗碳的加工方式对其进行加工，或者选择材料各部分性能比较均匀的零部件材料来确保零件的实用性。 （二）机械设计中材料的选择满足经济型 零部件材料的缺乏，面对的却是满足社会和发展的大
5、量需求。这就要求工作人员在设计的同时，必须考虑到其经济性。不能使材料浪费，以及材料性能的浪费。比如根据零部件尺寸和其心部的强度等来确定选择材料和材料的深度,就应注意不应太多的用材料不然会增加其成本。就像有效截面面积50mm,便可用 20Cr;而截面面积为 50-150mm 且重量50千克的话,就可以选择 20Crmnti 等。如此的设计就可以有效的节约成本，降低浪费的价值。 （三） 、机械设计中材料选择满足环保性 环境问题已经成为全世界关注的话题，机械设计中材料的选择更是要注意到这一点。工业垃圾、废料垃圾、白色污染，都是设计人员在设计时应注意的问题。设计是生产的开始。并且决定着生产，以环境换取
6、经济的方式是不可取的。这是关系人类发展和生存的重大问题。作为设计的执行者必须要重视材料选择和应用的环保性。 机械设计中材料选择的重点问题 材料选择作为机械设计最关键的内容之一。其工作质量的好坏将直接关系到整个机械设计工作质量的好坏，想要做好机械设计中的材料选择工作。首先要使材料满足机械部件在运行过程中各种机械性能、屋里性能以及化学性能的要求，在此基础上，还要兼顾机械生产与加工过程中的可操作性、经济性、以及安全性。 四、机械设计材料的选择原则 （一）载荷应力大小和性质这方面的因素主要是从强度观点来考虑，用在充分了解材料的力学性能的前提下来进行选择。脆性材料原则上只适用于只在静载荷下工作的零件。在
7、多少有些冲击的情况下，应以塑性材料作为主要使用的材料， 。金属材料的性能一般可通过热处理加以提高和改善，因此，要充分利用热处理手段来发挥材料的潜力。对于最常用的调质钢，由于其回火温度的不同，可得到力学性能不同的毛坯。 （二）机械的工作情况 工作温度对材料选择的影响，一方面要考虑互相配合的两零件的材料的线膨胀系数不能相差过大，以免在温度变化时产生过大的应力，或者是配合松动；另一方面也要考虑材料的力学性能随温度而改变的情况。（三）零件的复杂程度及材料加工可能性 结构复杂的零件宜选用铸造毛坯，或用板材冲压出元件后再经焊接而成。结构简单的零件可用锻造法制取毛坯。 机械设计中材料应用工作的重点分析 材料
8、的应用作为材料选择工作质量好坏的体现与延伸，在整个机械设计中发挥着不可忽视的作用，机械设计中的材料选择工作的合理性固然重要，材料应用工作的经济性与环保性同样值得设计人员加以密切的关注，可以说，如何在确保材料选择工作质量的前提下，正确处理好材料应用中经济性、可操作性以及节能环保性的统一，已成为机械设计工作的重要课题，这也是机械生产与加工行业蓬勃发展的必然选择。在机械设计材料的应用工作中坚决贯彻落实可持续发展观念，就需要做好以下两方面工作； 1 机械设计中材料应用工作需要做到适用性与经济性的统一 设计人员需要明确一点，适用性与经济性的统一是当前在机械设计材料应用工作中首先要考虑的问题之一。 2 机
9、械设计中材料应用工作需要做到环保性与节能性的统一 机械设计材料应用工作环保性与节能性的统一作为生态经济社会建设发展过程中可持续发展观念赋予机械设计工作的新要求，需要引起设计人员特别的关注。经济社会在发展过称重对于各种不可再生原材料的需求与能耗，最终势必会给机械设计材料的选择与应用工作埋下严重的隐患，因而材料应用工作中节能型与环保性的统一已为我们下一步工作的重点，以机械设计铸件环节材料的应用工作为例，铸件设计阶段 5%左右的成本决定着 80%左右的铸件生产成本。这带给我们的启示是：关注机械设计材料应用阶段的节能环保，不仅可以有效节约原材料和成本，减少不必要的能源耗费。与此同时，广泛的创新空间还能够满足机械设计中材料应用环节的环保性要求 结语 伴随着社会的发展和经济的增长，需求的增大和资源的匮乏，对于机械设计中材料的选择和应用是一个很大的考验，本文就此稍作讨论，希望有助于机械设计工作者。 参考文献： 1濮良贵机械设计高等教育出版社 2011 2王俊昌.王荣生.工程材料及机械制造基础机械工业出版社 2010 3王俊昌.王荣生.工程材料及机械制造基础机械工业出版社 II2010
