機械工程應急設計研究論文

時間：2021-04-16 14:38:00 論文我要投稿

機械工程應急設計研究論文

　　摘要：本文從一般性的應急設計入手，首先對機械工程應急設計的含義和研究意義進行了界定，然后從運用現代的設計方法、堅持模塊化創新、具體問題具體分析三個方面提出了加強機械工程應急設計的建議。

機械工程應急設計研究論文

　　關鍵詞：機械工程；應急設計；途徑；

　　一、引言

　　近年來，全世界人為和自然災害造成的災難日益嚴重，并且呈現出社會性、突發性、破壞性、連續性、難預報性等特點。自然災害如洪水、地震、臺風、森林自然大火、海洋自污染等；人為災害如人為環境污染、交通事故、計算機網絡入侵、火災、核電站事故等。為了抗災、減災和救災，保證人類社會持續發展和國家安全已成為當今國際社會普遍關注的一項重要課題和共同的緊迫任務，引起各國的重視。

　　二、機械工程應急設計的含義及對象

　　（一）機械工程應急設計的含義

　　它是這樣一個設計系統，即在由于人為或自然災害致使設計系統內部和外部環境波動的非正常情況下，實現特殊要求的急需的非現成的機械產品、裝備的快速設計系統。機械工程的應急設計是非常重要的問題。所謂機械工程應急設計是指非現成的而需快速應急的設計，往往包括快速設計與制造，而且是屬帶災難約束的非正常情況下的快速設計與制造。

　　（二）機械工程應急設計的意義

　　開展機械工程應急設計研究的目的不僅是提高自身學術水平，更主要是獲取較大的經濟效益和社會效益。其意義在于：

　　一是機械工程應急設計的深入研究將為人們發明創造新機器、新機械提供有效的理論方法；

　　二是機械工程應急設計研究能加速機械專家智能化，實現真正的“專家”系統，有利于加速機械工程設計水平向自動化、智能化、最優化、集成化實現；

　　三是應急設計的機械產品提高了產品在同類產品中的競爭力，特別是當專利產品技術形成產業化的時候，可以創造出較高的經濟效益及社會效益；

　　四是在機械工程應急設計的實踐中培養了設計人員的創造性思維，增強了其創新能力，提高了人們進行應急設計的自覺性及技術上的可操作性，使機械工程創新成為一種工具和手段。這樣，就促進了新產品的繁榮與更新，為社會創造了財富。

　　機械工程應急設計充分發揮設計者的創造力，利用人類已有的相關科學技術成果(含理論、方法、技術原理等)進行構思，設計出具有新穎性、創造性及實用性的機構或機械產品(裝置)的一種實踐活動。它包含兩個部分：一是改進完善生產或生活中現有機械產品的技術性能、可靠性、經濟性、適用性等；二是創造設計出新機器、新產品，以滿足新的生產或生活的需要。機械工程應急設計是建立在現有機械設計學理論基礎上，吸收科技哲學、認識科學、思維科學、設計方法學、發明學、創造學等相關學科的有益知識，經過綜合交叉而成的一種設計技術和方法。

　　三、加強機械工程應急設計的途徑

　　（一）運用現代的設計方法

　　如快速設計、模塊化設計、協同設計、自適應設計、大規模定制設計等也隱含著快速設計的含義。但是一般很少考慮人為和自然災害的非正常情況下的特點，特別是考慮設計資源和設計系統本身受損情況。換言之，應急設計有自己的屬性和特點，應該在吸取或借鑒現代設計理論、方法和工具中有益的思想、方法基礎上，針對應急設計帶災難約束的特點去研究。

　　（二）堅持模塊化設計創新

　　產品機械結構的模塊化，必然帶動控制系統的'模塊化。制造系統的模塊化，除加工設備的模塊化以外，又將帶動物流系統和系統控制的模塊化，就是要求在相對獨立的不同層次中都實現高度規范化和模塊化，給不斷按需求重構設備或重構制造系統提供了條件。

　　解決相似問題的關鍵是找出相似系統各尺寸參數的相似比。根據各種物理現象的關系式推導出的由物理量組成的無量綱數群為相似準則。與相似準則各參數對應相似比組成的關系式稱為相似指標。在基本相似條件基礎上，用相似準則、方程分析、量綱分析列出相似比方程，可求得相似比。

　　模化設計是在開發新產品時，在相似的模擬工作條件下，設計相似的模型進行試驗，通過測定模型性能，預測產品原型性能，分析設計的可行性并進行必要的修改，進一步取得最優參數和結構。產品系列設計是在基型設計的基礎上，通過相似原理求出系列中其他產品的參數和尺寸。設計步驟是先設計基型產品，確定產品系列是幾何相似還是半相似，選擇計算級差，求得擴展型產品的參數尺寸，確定系列產品的結構尺寸。幾何相似的產品還可按相似關系以生產成本進行估算。

　　（三）應急設計的研究要具體問題具體分析

　　應急設計的研究應針對各種機械產品和裝備的災難約束進行具體災因和特性分析、決定對策，研究設計方法及其實現，提高應急研究的理論水平，從而更好的指導實踐；利用上述先進的方法、技術、工具，建立設計系統平臺；從而形成其系統理論和體系，并注意在理論與實踐相結合的過程中不斷地完善。

　　四、結語

　　包括機械工程設計在內的一切設計成功的關鍵，無不在于設計中的創新，而應急設計不僅需要知識和經驗，更需要具有強烈的創新意識和創新思維能力。愛因斯坦說過：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉，嚴格地說，想象力是科學研究中的實在因素。

　　目前，機械工程應急設計研究多集中于應急機械和裝備的設計，而不是應急設計，應該引起重視和加速其研究和發展。應急設計研究應該在吸取或借鑒其它行業應急系統研究和現代設計理論、方法和工具中有益的思想、方法基礎上，針對應急設計帶災難約束的特點，運用創新思維去研究，并在理論與實踐相結合過程中不斷地完善。

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