《金属材料在机械设计中的应用》
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摘 要：随着现代社会经济的高速发展,机械制造业享有越来越高的经济地位,对社会发展、经济进步有着积极的推动作用.通过大量的研究发现,金属材料的选择与使用是机械设计与制造过程中的一项重要内容.并且,由于社会经济理念的转变,人们提升了机械设计的要求,这也使得金属材料的选择与应用渐渐成为当下科学研究的重点、热点.本文便对金属材料在机械设计中的应用进行分析探讨,以期提供参考价值.
关键词：金属材料;机械设计;应用
在现阶段建设现代工业化强国目标的引领下,机械制造行业取得了巨大的发展与进步,而其得以发展的关键因素便是材料的选择与应用.但是由于当前环境恶化、资源枯竭,其发展受到了一定的阻碍,所以,我们要在坚持经济、低碳、环保的前提之下,利用现有资源,致力于机械设计的金属材料的应用领域,使机械制造行业得以平稳发展.
一 金属材料在机械设计中影响应用的因素
(一)金属材料荷载力的大小与荷载力性质
在机械设计行业中,材料荷载力大小与荷载力性质是我们需要关注的关键点.如果材料的荷载力与可塑性良好,那么用这种材料设计出的机械设备在使用的过程中就会表现出优良的性能,还会使机械的工作时间增长,工作效率提高.因此,如果机械设计工程师在机械设计过程中想要保证后期机械的使用效果、使用时长与使用效率,并且不想因为材料荷载力的原因而在使用时出现诸如使用受到限制、使用失效、使用效率低下、使用时长不符合出场标准等等不良方应的话,机械设计工程师便不得不在设计机械之前认真地对机械设计制造中需要用到的各种材料加以判断、选择,进行荷载力测验等工作.
（二）零件结构的复杂程度及材料的加工性能
一般来说,结构越复杂的零部件往往在制造的过程中采取的加工技术手段越多,这些加工手段包括板材冲压元件、焊接、毛坯铸造等;而论及我们要考虑的金属材料的加工性能,便是对材料本身的各種性能加以考验,这些考验包括冲压性能考验、切削性能考验、铸造性能考验、焊接性能考验等在内的诸多方面的考验,如若我们选择的金属材料无法通过这些考验,那么,这些材料便无法应用于机械制造当中.
(三)零部件的特殊工作环境
在金属材料的选择过程中要对以下因素进行考量：第一,我们在选择金属材料时要对温度因素进行考量.我们都知道,大部分金属的物理性质会随温度的变化而变化,比如金属都会发生热胀冷缩,金属的导电性能会随温度变化,金属的物理状态会随温度发生变化等等.然而不同金属的物理性质随温度变化的大小幅度是不同的,比如：不同种类的金属虽然都发生热胀冷缩,但是体积的变化有大有小,其自身的膨胀系数也各不相同,因而我们便要根据不同温度环境下对金属材料理化性质的要求来选择不同的金属材料.第二,我们在选择金属材料时要对环境的湿度以及对金属的腐蚀性因素进行考量.一般要求这种金属材料要拥有良好的耐腐蚀的性能,还要具有防锈化的性能,并且,仅仅具有这些特点还不够,在高腐蚀,高湿度的环境中工作的零部件还需要具有很长的使用寿命,不然的话,在这种环境中进行零部件的更换将是一件极其困难的事情.第三,我们在选择金属材料时还要对所选金属材料的耐磨性能进行考量.在机械作业当中,零部件的磨损是十分常见的问题,并且,至今还无法找到一种完美的方法完全避免机械作业中的磨损现象,因此,我们要想使零部件可以较长时间的工作,便要找寻一些硬度较大、耐磨损性能较好的材料来制作零部件.
二 金属材料在机械设计中应用的特性
(一)经济实用性
在机械设计制造过程中,材料的应用是一项重要的内容,而在材料应用当中,机械设计工程师要明白机械设计的最终产品一定要满足经济实用性的要求,这一点也与材料的使用与材料的加工工艺有莫大的关系.首先,机械设计工程师要在选择加工工艺之前对设计进行综合性的评价,并且,机械设计者还要对市场有一定的了解,要十分熟悉市场上的各种材料的加工工艺、加工面临的问题及解决策略、材料的性能、材料的、设计实现的可能性等等各方面的知识储备要求.并能根据这些构造出自己的机械设计蓝图.其次,我们的设计人员应该在加工工艺确定的前提下进行金属材料的选择工作,以求可以使生产设备的实用性得到保证.
(二)环保性
我们在机械设计中应用金属材料时,要注意环保性能的体现.我们在此基础上对材料选择时要考虑以下方面：第一,我们要优先选择加工过程中污染小的材料.我们要始终坚持可持续发展的理念,即选择的这种材料不能或者极少地出现加工过程中废料多、废气多的情况.我们还需要在实际加工过程中选用在热轧与冷轧状态下可以达到提升性能与寿命的材料,以求可以规避污染大这一弊端.第二,我们还要在实际选取材料过程中注重可再生、可回收材料的选择.这样一来,不单单可以减少经济开支,还可以达到环保的目的.第三,我们在金属材料应用时要注重选用危害性小或者无危害性的新型材料.在选材时要尽量选择如金属泡沫之类的无毒害的新型材料,以减少对人体与环境的损害.
(三)节能性
我们在机械设计中应用金属材料时还需要注意节能性能的体现.选材要以降低资源消耗与资源浪费为目标.我们在实际选择中要注意选择热处理工序少的金属材料,因为不同材料的理化性质不一样,所以在加工处理中所能承受的具体环节也不一样,如果可以实现工序的减少,那么,便可以降低能源的消耗,实现经济效益与节能环保的同步发展.
三 结语
金属材料的合理选择与妥善应用是我们应该关注的一个重要课题,也是我们追赶上发达国家发展进度的重要手段.我们则必须关注材料应用的经济实用性、环保性与节能性要求,加强研究力度,如此,我们国家的机械工业方能真正取得巨大进步.
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点评:上述文章是关于机械设计方面的大学硕士和本科毕业论文,可作为机械设计相关论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
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