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摘要:隨著我國現(xiàn)代工業(yè)化的加速發(fā)展，機械行業(yè)也逐漸發(fā)展起來，隨之而來的就是機械設(shè)計中材料的選擇與應(yīng)用的問題，由于材料是機械設(shè)計的基礎(chǔ)，幾乎決定著機械設(shè)計的整體效果，因此，在進行機械設(shè)計時，要綜合考慮各個方面的要求，選擇最適合的材料。本文從機械設(shè)計常用的材料，材料選擇的原則以及注意事項三個方面進行了簡單分析，從而為機械設(shè)計中材料的選擇與應(yīng)用提供一定的思路。

關(guān)鍵詞:機械設(shè)計;材料選擇

國家工業(yè)化水平蒸蒸日上，機械行業(yè)蓬勃發(fā)展，作為機械設(shè)計的基礎(chǔ)，材料的選擇與應(yīng)用顯得尤為重要，再加上我國可持續(xù)的發(fā)展理念，材料的選擇既要注重實用性，也要強調(diào)經(jīng)濟和環(huán)保，只有保證了機械材料選用的合適性，機械行業(yè)的良好發(fā)展才能有保障。

一、機械設(shè)計中常用的材料

(一)金屬材料

在機械設(shè)計中常用的材料有很多種，但是用的最廣泛的當(dāng)屬金屬材料，比如常見的鋼和鐵，主要是因為這兩種材料的強度和韌度非常強，而且價格低廉容易獲取，特別是合金材料，常常被運用到各種機械零件的設(shè)計中，是機械設(shè)計主要的基礎(chǔ)材料。

(二)高分子材料

隨著技術(shù)的發(fā)展高分子材料逐漸出現(xiàn)，并以其獨特的優(yōu)勢被應(yīng)用到機械的設(shè)計當(dāng)中，占有越來越多的比重，最常見的就是塑料、合成纖維等，它們的來源廣泛，延展性強，而且在獲取過程中消耗的能源非常少，因此得到了人們的青睞，但是近年來“白色污染”愈加嚴(yán)重，一種更加環(huán)保的材料亟待人們的研究開發(fā)。

(三)復(fù)合材料

顧名思義，復(fù)合材料并不是單一的某種材料，而是由兩種不同的材料通過物理或化學(xué)方法結(jié)合在一起的，一般它會具有這兩種材料的優(yōu)點，更能夠滿足機械設(shè)計的要求，因此也更得到人們的喜愛。通常來說，復(fù)合材料可以分為金屬材料和非金屬材料兩種，常見的有合金，樹脂等。

(四)陶瓷材料

陶瓷的主要成分是硅，因此它的主要特點就是密度低，硬度高，耐腐蝕，根據(jù)它的特點我們可以設(shè)計制作一些密封性的零件，可以達到很好的效果。但是由于它價錢高又易破碎，它的應(yīng)用范圍也有所限制。

二、機械設(shè)計中材料選擇與應(yīng)用的基本原則

由于機械設(shè)計的要求不同，零部件的用途也不同，因此在設(shè)計時要結(jié)合各方面的最終目的選用最合適的材料，一般來說，主要有一下一些基本原則:

(一)要考慮材料的載荷水平

荷載水平對于機械零件最后效果的發(fā)揮具有重要的作用，荷載水平過低可能會導(dǎo)致機械設(shè)計后期失效。因此，為了防止各種意外事故的發(fā)生，必須在材料應(yīng)用之前進行荷載能力評估，進而進行進一步的處理，使得材料更加符合設(shè)計需求。

(二)選用低耗環(huán)保材料

綠色節(jié)能是現(xiàn)今社會各行各業(yè)發(fā)展的主旋律，在機械設(shè)計行業(yè)中也不例外，一般來說，低耗環(huán)保包括兩個方面，一是指設(shè)計材料，二是指材料的加工過程。為了達到要求，我們一般要盡量選擇具有低能耗和低污染的原材料，并且在加工過程中要盡量避免會產(chǎn)生污染的一些程序。

(三)選用綠色無害材料

我們都知道，在常見的一些機械設(shè)計材料中，難免會含有一些有毒物質(zhì)，這些物質(zhì)會對人們的身體健康產(chǎn)生不同程度的影響，即便是做好了防護，也會在加工過程中產(chǎn)生一些有害的廢棄物，不管是對環(huán)境還是人體都會有所影響，所以，我們在選擇設(shè)計材料時，一定要盡量選用綠色無害材料，將危害將至最低。

(四)注重零件的使用性

任何機械零件設(shè)計的最終目的都是使用性，這也是材料選擇與應(yīng)用的最根本的要求，所以在進行設(shè)計時，首先要清楚零件的用途，然后根據(jù)要求柳巷材料的選擇，比如有的零件就要求有很好的延展性，有的則要求有很高的硬度或是耐磨性，總之，具體問題具體分析，不同的要求選用不同的材料。

(五)選用可循環(huán)利用的材料

金屬材料是機械設(shè)計中最常用的一種材料，而且為了達到好的效果，在零件設(shè)計時往往會選擇不同的金屬種類，以達到不同的要求，但是這種合金材料做的零件一經(jīng)報廢，就很難回收，這樣不僅增加了回收成本，而且也浪費了資源。所以，在選用材料時，一定要考慮材料的可回收性，避免浪費，遵循可循環(huán)利用的發(fā)展理念。

(六)注重材料的經(jīng)濟實用性

在選用設(shè)計材料時，我們肯定要重視材料的經(jīng)濟實用性，在滿足各方要求的基礎(chǔ)上選用節(jié)約成本的材料，包括材料本身以及加工的整個過程，這樣的設(shè)計才是最科學(xué)適用的。

三、材料選擇與應(yīng)用在機械設(shè)計中的注意事項

(一)經(jīng)濟性與實用性相統(tǒng)一

經(jīng)濟性與實用性的統(tǒng)一是機械設(shè)計的基礎(chǔ)，這主要包括兩個方面，一是在整個零件的加工過程中，材料的加工運用要嚴(yán)格遵照加工標(biāo)準(zhǔn)的要求，不同的材料或要求要使用不同的加工技術(shù)，比如常見的技術(shù)有切割技術(shù)，焊接技術(shù)等，這些技術(shù)對材料都有著特殊的要求:另一方面，在應(yīng)用材料時要注重經(jīng)濟性，在同樣的效果下盡量選用成本最低的材料，在保證必要前提的基礎(chǔ)下最大限度地控制整個工藝流程，減少不必要的程序。

(二)節(jié)能性和環(huán)保性相統(tǒng)一

綠色發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今時代的主題，而在機械設(shè)計中貫徹材料運用的節(jié)能性與環(huán)保性的統(tǒng)一將是促進我國生態(tài)經(jīng)濟建設(shè)的重要舉措，因此，在選擇材料時，要特別注意環(huán)保材料的作用，在降低成本的基礎(chǔ)上實現(xiàn)綠色設(shè)計，低能設(shè)計。全球一體化越來越快，城市建設(shè)的機械化規(guī)模越來越大，隨著我國工業(yè)化進程的加快，機械設(shè)計在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著很重要的促進作用，而材料是機械設(shè)計的核心與基礎(chǔ)，它決定著整個設(shè)計的結(jié)果，但是資源短缺是我國當(dāng)下的一個關(guān)鍵難題，加上人們對機械設(shè)計的新觀念，新看法，以科學(xué)的態(tài)度開發(fā)利用新資源，并在機械設(shè)計材料選擇中注重經(jīng)濟，實用，環(huán)保，低耗，可持續(xù)將是未來發(fā)展的必然趨勢。因此，在機械設(shè)計中注重材料的選擇與應(yīng)用，嚴(yán)格遵照選用選擇，注重選用事項，是實現(xiàn)機械設(shè)計新發(fā)展的必由之路。

參考文獻:

［1］王永強，陶亞楠，劉青．機械設(shè)計中的材料的選擇和應(yīng)用探析［J］．科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013(20)．

［2］黃夢奇，王婧．淺談機械設(shè)計中材料的選擇和應(yīng)用［J］．機電信息，2013(6).

作者:朱井偉 單位:承德相一機械有限公司