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摘要：在二十一世纪的今天，人们的生活水品随着社会的进步也在不断提高，世界各地都在为了各种新技术进行紧张的研究。对中国而言，需求量最大的人才种类就是创新型人才，因此各行各业中也缺乏各种各样的创新设计。机械结构设计也是其中的一员，只有不断的应用创新设计，才能使机械结构越来越符合人们的实际需要。本文将以变元分析方式作为前提来简单的分析创新设计在机械结构设计中的应用。
关键词：创新设计；机械结构设计；应用
前言
创新是行业发展的灵魂，是实现企业竞争力的源泉，有利于企业获得更大的上升空间，以满足社会的发展需求。现阶段，市场需求开始呈多元化趋势，传统的设计理念使企业的发展受到了限制，无法发挥其实际作用。对此，应强化创新设计理念，对机械结构进行优化，从而实现最优设计效果。
1机械结构设计创新的重要意义
科学技术的进步与时代的发展为机械结构的设计理论提出了更高的要求。在产业结构升级的大背景下，如何根据用户的基本需求有针对性地设计出应用范围较广的机械产品已经成为生产厂家十分重要的研究课题之一。针对机械结构所开展的设计创新工作，也需要以用户具体的使用需求为基础，而不是靠主观臆想。其根本性的实现方式是将不同的模块与构件以优化式的手段组合起来。
2基于变元法的机械结构设计创新
2．1机械结构设计时进行材料变元
当进行机械结构设计时，需要合理确定设计材料，每种材料的性质、特点等不同，在进行设计与施工时，会产生不同的效果。因此，应根据材料的实际情况来优化结构设计，从而保障设计质量。例如，当机械结构的主体设计材料为钢材时，应充分发挥钢材的优势，使其结构具备良好的硬度和强度。对此，可采用增加钢结构截面尺寸的方法，能有效提高其性能。相比于钢材来说，铸铁材料的硬度和强度要差一些，传统的设计理念使其性能受到了影响，无法保障产品的质量和使用寿命。而在铸铁上增加隔板或强筋，也能有效提高机械结构的性能。这种变元法，可对材料结构中的变量进行设计，从而保障设计效果。
2．2机械结构设计时进行数量变元机械结构
变元法中的零部件的结构原理包含两个基本元素，加工面和工作面。除此以外，产品的结构原理中还包含对零部件整体和零部件自身等一些元素。这些元素决定了产品质量的好坏，因此，通过将这些基本元素进行调整之后就能够得到想要的产品。例如，对于一些设计相对较为简单的产品来说，通常都是采用直线形状，比如螺丝的设计主要因素就是防止松动脱落，因此，在进行螺丝的设计时，要考虑到用什么方法降低螺丝的松动率。可以利用弹簧垫，能够使弹簧起到有效的缓冲作用。这样一来能够有效的提高机械设计的工作效率，减少施工量。
2．3机械结构设计时进行位置变元
位置变元，从表面意思上看是将机械结构设计中的每一个零部件进行位置的变化，来实现位置变元，从而达到理想的结果。例如，在进行一些零部件的焊接时，应当尽量将零部件的位置进行合理的调整，使其焊接的位置尽量靠中间，这种焊接方法能够有效的降低零部件发生变形，防止元器件发生不规则扭曲的现象。通过位置变元，还能够将整体的部件结构空间降低，提高了空间的使用率。
2．4机械结构设计时进行尺寸变元机械结构
尺寸变元的意思就是将零部件进行尺寸上的调整，然后使零部件得到最好的优化。尺寸变元在实际的机械机构设计中是将零部件进行形状上的改变，也就是说对零部件的形状进行适当的优化。这一点可以通过改变零部件的长、宽、高和各方面的尺寸参数，将零部件进行优化完善。例如，在进行冷冲压弯曲设计时，就需要将材料的适当的变化之后，更好的进行冷冲压弯曲设计。通过将草料进行冷冲之后还能够进行一定的角度改变，使零部件的角度更加完美。同时，如果要对零部件进行尺寸的变化，在此之前要将零部件的弯曲角度进行详细的测量和计算，保证零部件变换之后不会影响材料整体的质量。
2．4机械结构设计时进行形状变元机械结构
形状变元就是将元器件进行形状的调整之后得到机械结构设计中所需要的形状。在机械结构设计中将零部件进行形状变元是为了更好的达到机械设计的目的。例如，在进行弹簧的安装时，由于弹簧具有很多不同的种类，因此，通过应用弹簧进行安装的元器件也就有多种不同的类型。在实际的机械结构设计中应用弹簧时，要根据弹簧不同的物理特点，不能够将弹簧过分的进行压紧，这样会导致弹簧失去了弹性作用。
2．7机械结构设计时进行工艺变元
工艺设计是机械结构设计的核心环节，对保证机械质量有十分重要的意义。由于每个机械结构的性质需求不同，在进行设计时需要进行相应的改变，以发挥其实际价值。因此，在实际工作中，要求设计人员正确分析各个机械结构的工艺需求，对其内部零件的构成进行研究，从而不断提高图纸设计水平。同时，还需要在图纸中明确标明各个零件的施工方法及参数信息，避免理论效果与实际效果存在较大的差距。另外，还需要对影响机械结构质量、成本等因素划分出来，并做好解决预案，能有效提高机械结构的设计质量。
3.最优化结构设计方案
从设计的方案来看，它可直接影响机械的结构在实际使用中的效果，因此在设计方案时选择要高度的重视，或是设计出多种方案进行相互对比与筛选，将选择邮购最佳的方案，在对设计的方案进行科学合理分析后，评价出最好的设计方案，评价过程时要采取科学的评价方式，一般采用模糊综合的评判法。在进行综合评定过程中要考虑安全性、社会效益、经济指标、维修性以及可操作性等因素影响。如果是考虑社会效益影响，要考虑设备是否常常出现故障等；如果是考虑经济指标，要从成本与人员两个方面进行考虑；如果是考虑可操作性能，必须从施工的工艺方面进行考虑，主要是从施工的技术是否成熟等方面进行考虑。所以，综合上面的因素考虑，在机械结构设计中，需要根据设备的特点对结果进行不断的优化，这样不仅能对机械设备进行调整，同时还能对设计结构进行改进。对于结构中的一些关键性的结构和零部件要建立起数学模型，这样才能对其进一步进行优化设计。因为模型能将结构特征真实的反映出来，为结构设计的改进以及完善提供必要的参考依据，这样才能进行综合性的优化。随着我国当前的经济发展速度逐步增快，我国的综合实力的重要衡量参数就是机械设备，所以需要对机械设备的结构设计进行不断的创新，这样才能不断的完善出好的施工技术。随着我国当前科技创新的发展，机械结构设计也被不断地进行优化，测控设备的方法也得到了不断的优化和发展，设计人员的设计思路也需要与时俱进，不断将自身的创新意识提高，同时不断引进新的设计理念，使得机械设备结构设计得到不断地完善和发展。
结束语：
综上所述，在机械结构的设计中引入变元法，能够较好的提高机械设计的效果。变元法中的形状变元、位置变元、尺寸变元、数量变元和材料变元等都对机械结构设计中元器件的设计起到了非常重要的作用。然而，对于机械设计来说，创新设计方法研究的道路仍需要不断的探索和创新。
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