论文部分内容阅读
摘 要：材料在机械设计中的选择和应用在整个机械设计工作中越来越重要。机械设计科学健康的发展有利于促进我国经济的发展和工作的不断进步，有利于加快我国的社会化建设。因此，在机械设计领域，应该投入更多的时间和精力来确保其行业的健康、可持续发展。本文探讨了机械设计中材料的选择和应用。
关键词：机械设计；材料选择；应用
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0218-01
1 机械设计中材料选择和应用的含义
随着对机械设备需求的增加，机械设备的质量和功能要求越来越高。在这种情况下，做好机械设计对机械设备生产企业具有重要意义。在机械设计中，机械材料是机械设备的主要组成部分。选择机械设备材料必须科学合理。在使用材料之前，设计人员必须测试材料的特性，看它是否影响机械设计的质量。在机械设计中，重要的是要做好设备材料的选择和应用，不仅要保证材料的实用性，而且要保证机械和设备的经济和环境保护原则，促进机械设计产业的多样化。
2 机械设计常用的材料
2.1 金 属
金属材料在许多工程材料中应用最广泛。据有关报道，金属材料在所有机械产品中所占比例超过92%。这与金属材料本身的性质有很大关系。金属材料：①高硬度、大外力阈值、不易变形；②高强度、高内部强度、高稳定性和耐用性；③在不同工作条件下，各种金属材料和合金能适应不同性能要求，尤其是合金；④价格便宜。
2.2 陶 瓷
陶瓷材料是一种与天然或合成化合物在高温下烧结的非金属材料。目前陶瓷材料主要分为氮化硅和碳化硅两种。陶瓷材料具有很高的硬度，经常被用于制造密封件，并且像许多化学仪器一样，具有耐磨和耐腐蚀的特性。此外，由于通常用于制造电容器的陶瓷材料的电气特性，在铁电陶瓷的作用下，这种电容器的形状发生了变化，利用陶瓷材料的特性，能够将电能转化为机械能，如超声波、声纳和扩音机。此外，随着纳米陶瓷技术的出现，诸如航空航天、卫星通信等高精度领域已被应用于陶瓷材料。
2.3 高分子
复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两类。铝、镁、铜、钛及其合金通常用于金属基体。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。复合材料该复合材料具有稳定性好、强度高、比刚度高的特点，许多复合材料具有导电、防热、屏蔽、吸声、吸磁等性能。这些特点和特性使得航空航天、医疗设备和建筑设施等复合材料的使用成为可能。
2.4 复合材料
聚合物材料是指基体的化合物，根据基体的使用要求添加相应的添加剂或添加剂，所以高分子材料又称为聚合物材料。生产的高分子材料有非常丰富的原材料，这使高分子材料更容易获得，如普通合成纤维的寿命和塑料就是高分子材料的代表。
高分子材料可以从自然界中提取，具有可再生和可回收的特点。它比金属有很大的优势，金属是不可再生资源。随着机械使用的增加，金属材料减少。高分子材料在很多机械生产可以代替金属材料，例如聚甲醛材料聚甲醛具有很强的耐磨性质，可以拥有齿轮、轴承、螺母等机械设备的生产。
3 机械设计中材料的选择和应用
3.1 实用性机械材料的选择应用
在机械设计中，应首先考虑应用材料的实用性。在设计中，首先从设计工艺指标中选择材料，并进一步进行铸造、切割、加工、热处理等活动，并对上述工艺具有材料特性的要求，应注意材料与工艺之间的“契合”要求。一方面，确保生产需求，另一方面，确保零件加工和设计的需要相互配合。其加工活动应特别注意材料的耐磨性能和强度，并对加工后的外观提出许多特殊要求，这就需要根据零件的特点选择能满足加工需要的材料。
3.2 载荷类型机械材料的选择应用
在机械设计中，材料荷载水平的选择也是非常重要的内容。在实际机械设计中，有些材料的荷载水平较低，在后期的抑制失效阶段，使大部分机械部件无法发挥作用。在机械设计中，重要的是评估材料的荷载水平，选择高荷载水平的材料，根据实际情况在后期处理材料，并提高材料的荷载水平。
3.3 低消耗机械材料的选择应用
要想让机械行业可以做到稳定健康发展，则务必要尽最大限度对环保性材料进行选择。在材料的使用方面，尽可能不使用热处理技术来处理，以确保材料的使用，性能，减少环境污染的可能性。因此，在机械设计中选择材料时，可以在冷轧和热轧的基础上选择性能好的材料。
3.4 无害机械材料的选择应用
在机械设计和加工的整个过程中，许多材料都含有一定的元素，这将对环境乃至人体造成极大的危害。
3.5 可回收机械材料的選择应用
随着现代集约化社会的发展，人们越来越关注材料的可回收性。金属材料在国内储备相对有限，我们需要回收使用不同的金属材料，但对不同金属材料进行混合之后，再进行混合，回收将很困难。由于不同金属元素的混合会显示出不同的硬度、韧性和耐磨性，所以更多的材料选择与不同的金属元素混合以提高其性能。这也给材料的可回收性带来了问题，因此在选择材料时，如果没有必要选择混合金属材料，则选择单一金属材料，从而保证其未来的可回收性。
综上所述，在机械设计中，对材料的选择与应用都需要认真考虑，以实用性强、载荷性强、低消耗、无害、可回收的机械材料为主选材料，更好的实现材料节约利用、有价值应用。
参考文献
[1]王 森.机械设计中的材料的选择和应用[J].科技展望，2016（34）.
[2]朱 俊.机械设计加工中应注意的几个问题[J].机械管理开发，2016（11）.
[3]王卓宸.机械设计中材料的选择与应用[J].时代农机，2017（05）.
[4]薛万平，赵展鹏.机械设计加工中的材料选择问题研究[J].科技经济导刊，2017（16）.
收稿日期：2018-4-22
关键词：机械设计；材料选择；应用
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0218-01
1 机械设计中材料选择和应用的含义
随着对机械设备需求的增加，机械设备的质量和功能要求越来越高。在这种情况下，做好机械设计对机械设备生产企业具有重要意义。在机械设计中，机械材料是机械设备的主要组成部分。选择机械设备材料必须科学合理。在使用材料之前，设计人员必须测试材料的特性，看它是否影响机械设计的质量。在机械设计中，重要的是要做好设备材料的选择和应用，不仅要保证材料的实用性，而且要保证机械和设备的经济和环境保护原则，促进机械设计产业的多样化。
2 机械设计常用的材料
2.1 金 属
金属材料在许多工程材料中应用最广泛。据有关报道，金属材料在所有机械产品中所占比例超过92%。这与金属材料本身的性质有很大关系。金属材料：①高硬度、大外力阈值、不易变形；②高强度、高内部强度、高稳定性和耐用性；③在不同工作条件下，各种金属材料和合金能适应不同性能要求，尤其是合金；④价格便宜。
2.2 陶 瓷
陶瓷材料是一种与天然或合成化合物在高温下烧结的非金属材料。目前陶瓷材料主要分为氮化硅和碳化硅两种。陶瓷材料具有很高的硬度，经常被用于制造密封件，并且像许多化学仪器一样，具有耐磨和耐腐蚀的特性。此外，由于通常用于制造电容器的陶瓷材料的电气特性，在铁电陶瓷的作用下，这种电容器的形状发生了变化，利用陶瓷材料的特性，能够将电能转化为机械能，如超声波、声纳和扩音机。此外，随着纳米陶瓷技术的出现，诸如航空航天、卫星通信等高精度领域已被应用于陶瓷材料。
2.3 高分子
复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两类。铝、镁、铜、钛及其合金通常用于金属基体。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。复合材料该复合材料具有稳定性好、强度高、比刚度高的特点，许多复合材料具有导电、防热、屏蔽、吸声、吸磁等性能。这些特点和特性使得航空航天、医疗设备和建筑设施等复合材料的使用成为可能。
2.4 复合材料
聚合物材料是指基体的化合物，根据基体的使用要求添加相应的添加剂或添加剂，所以高分子材料又称为聚合物材料。生产的高分子材料有非常丰富的原材料，这使高分子材料更容易获得，如普通合成纤维的寿命和塑料就是高分子材料的代表。
高分子材料可以从自然界中提取，具有可再生和可回收的特点。它比金属有很大的优势，金属是不可再生资源。随着机械使用的增加，金属材料减少。高分子材料在很多机械生产可以代替金属材料，例如聚甲醛材料聚甲醛具有很强的耐磨性质，可以拥有齿轮、轴承、螺母等机械设备的生产。
3 机械设计中材料的选择和应用
3.1 实用性机械材料的选择应用
在机械设计中，应首先考虑应用材料的实用性。在设计中，首先从设计工艺指标中选择材料，并进一步进行铸造、切割、加工、热处理等活动，并对上述工艺具有材料特性的要求，应注意材料与工艺之间的“契合”要求。一方面，确保生产需求，另一方面，确保零件加工和设计的需要相互配合。其加工活动应特别注意材料的耐磨性能和强度，并对加工后的外观提出许多特殊要求，这就需要根据零件的特点选择能满足加工需要的材料。
3.2 载荷类型机械材料的选择应用
在机械设计中，材料荷载水平的选择也是非常重要的内容。在实际机械设计中，有些材料的荷载水平较低，在后期的抑制失效阶段，使大部分机械部件无法发挥作用。在机械设计中，重要的是评估材料的荷载水平，选择高荷载水平的材料，根据实际情况在后期处理材料，并提高材料的荷载水平。
3.3 低消耗机械材料的选择应用
要想让机械行业可以做到稳定健康发展，则务必要尽最大限度对环保性材料进行选择。在材料的使用方面，尽可能不使用热处理技术来处理，以确保材料的使用，性能，减少环境污染的可能性。因此，在机械设计中选择材料时，可以在冷轧和热轧的基础上选择性能好的材料。
3.4 无害机械材料的选择应用
在机械设计和加工的整个过程中，许多材料都含有一定的元素，这将对环境乃至人体造成极大的危害。
3.5 可回收机械材料的選择应用
随着现代集约化社会的发展，人们越来越关注材料的可回收性。金属材料在国内储备相对有限，我们需要回收使用不同的金属材料，但对不同金属材料进行混合之后，再进行混合，回收将很困难。由于不同金属元素的混合会显示出不同的硬度、韧性和耐磨性，所以更多的材料选择与不同的金属元素混合以提高其性能。这也给材料的可回收性带来了问题，因此在选择材料时，如果没有必要选择混合金属材料，则选择单一金属材料，从而保证其未来的可回收性。
综上所述，在机械设计中，对材料的选择与应用都需要认真考虑，以实用性强、载荷性强、低消耗、无害、可回收的机械材料为主选材料，更好的实现材料节约利用、有价值应用。
参考文献
[1]王 森.机械设计中的材料的选择和应用[J].科技展望，2016（34）.
[2]朱 俊.机械设计加工中应注意的几个问题[J].机械管理开发，2016（11）.
[3]王卓宸.机械设计中材料的选择与应用[J].时代农机，2017（05）.
[4]薛万平，赵展鹏.机械设计加工中的材料选择问题研究[J].科技经济导刊，2017（16）.
收稿日期：2018-4-22