摘要：在现代化社会发展的过程中，人们的生活品质逐渐提升，在日常生活当中有了更高的需求。机械制造业在这种发展状况下得到了较大的推动，在开展机械结构设计工作时，旨在提高机械性能及质量，使其能够发挥综合作用，还能够在较大程度上提高我国的综合经济实力。文章主要通过分析机械结构设计的关键因素及创新设计的优势，对其实际应用进行简要的探讨。
关键词：创新设计；机械结构设计
对于任何行业的发展来说，都需要以创新作为主要的发展驱动力，以促进行业在市场发展中市场份额的提升。机械制造业在发展当中呈现多元化趋势，传统的设计理念及形式难以满足当代社会的发展需求，因此需要打破传统及限制，在设计的过程中呈现更加灵活的结构。所以，需要加大对创新设计的重视程度，促使机械结构设计达到最优，更好地满足人们的需求。
一、机械结构设计的关键因素
对于机械结构设计来说，其关键因素不外乎两点，第一是机械产品的质量，第二是产品的创新和优化。企业在发展当中面临严峻的形势，特别是在当代社会各个行业的发展不断加快的过程中，机械制造需要满足更高的要求。在开展机械结构设计时，需要以过硬的质量作为其主要的保障，对机械产品的结构、质量合格性及硬度与精度等进行调整，这样才能够满足各方面要求，给企业的发展带来更高的经济效益。产品的独特性是一大卖点，在制造机械产品时，需要将其与已有的产品区别开来，以其在现有的基础上的创新及优化作为基础，促使产品的畅销度更好，并且提高企业的竞争力。机械结构设计的核心内容就是帮助企业获得更好的效益，因此在设计时，需要加强其外型的吸引力，在操作上也需要更加便捷，从各个方面加强创新，促使机械产品结构设计可以达到更高的标准。
二、创新设计的优势及需要注意的问题
创新设计在我国各个行业中都受到了较大的重视，主要是其能够体现较大的优势，在机械结构设计中体现地尤为明显。虽然我国当下的水平与发达国家相比还是存在一定的差距，但是机械制造业的发展促使创新不断加快，提高国际竞争力。创新设计能够在较大程度上提高社会生产力，对产品结构进行优化，还能够让机械产品的功能往一体化方向发展，对于提高资源利用率有较大的帮助。企业在发展之中需要以创新作为基础理念，使其能够抓住机遇，直面挑战，在当下的竞争环境当中不断推动企业的发展。机械设计创新需要在方案和执行规划上体现出来，这是在设计当中需要注意的主要问题，另外还需要加强防腐设计，很多机械结构的内部构件及焊接缝隙等都容易受到腐蚀，因此需要通过防腐设计提高整体效果。这样一来，就能够有效保障机械结构设计的质量，对重点部分进行建模分析，通过有效的数据对比及分析提高综合设计质量。这种创新设计可以根据时代的发展需求进行调整，对各个方面进行优化与完善，使得机械产品能够体现更加优良的性能。
三、创新设计在机械结构设计中的应用
1、变元法
1.1材料设计
材料设计在机械结构创新设计中的体现主要在于设计人员可以利用新型材料，对不同的机械产品的性能及特点进行分析，产生不同的效果。材料设计是变元法的重点，设计人员在开展有关工作时，需要选择不同材质的材料，最大程度地符合机械设计施工的要求。部分机械结构的主体材料为钢材，工作人员要充分发挥其优势，保证其具备良好的硬度及强度。其还能够适当增加钢结构的截面尺寸，这样可以起到提高机械性能的作用。较多铸铁材料在机械结构当中也有所应用，其硬度与强度相对于钢材来说更差，并且在设计时会受到传统理念的影响，导致其最终性能产生差异。为了使其能够得到更好的应用，设计人员可以利用创新设计方法在铸铁上增加隔板或者强筋，提高综合结构性能。
1.2数量设计
机械结构数量设计也是整体设计的一大要点，设计人员要对内部元素进行合理的调整，使其能够满足不同机械的要求。创新设计理念的体现可以通过改变结构内部元素的数量对结构的性能进行强化，使其可以体现综合价值。在实际设计当中，这种方法比较简单，在操作的过程中不需要经过复杂的操作，还能够有效保障设计效果。很多机械结构内部都需要使用较多螺丝构件，在传统的设计过程中，其主要可以利用垫片、螺杆及螺帽等，总体零件的数量较多，在安装机械结构时存在较大的难度。在利用数量设计方法时，就能顾利用多功能一体化螺丝，不仅可以有效降低零件的使用数量，还能够降低整体难度，提高工作效率。
1.3形状设计
机械产品的不同性能可以在形状上得到一定的体现，在创新设计时，就可以对机械结的表面形式与整体形状进行调整。对形状设计进行分析可以对内部零件的规格进行改变，达到提高机械性能的目的。在设计弹簧时，传统的设计方式需要利用弹力对零件进行压紧，而利用创新理念则可以对弹簧的种类进行选择，还能够改变压紧零件的形状。其中主要的形状有球面、平面等，可以选择的类型更多，还能够更加贴近实际需求。需要注意的是，需要对弹簧与零件之间的距离进行控制，还需要对压紧力进行控制，提高综合结构质量。
1.4位置元素
位置元素顾名思义就是机械结构当中的坐标点位，在开展创新设计工作时，可以提高功能作用及连接作用。在进行创新设计时，可以通过改变位置提高机械构件的装配及执行功能，其能够体现直观的作用，并且可以对机械结构的样式进行表达，让人们可以更加直观的了解机械结构的类型及作用。在开展位置设计时，需要利用理论力学及机械原理，设计人员要了解有关专业的知识，使得创新设计发挥总体作用。位置元素在人们日常生活中常见的机械结构当中有较大程度的体现，很多曲线式座椅可以根据位置元素设计提高其与人体力学的相符程度，进而加强舒适性。
2、TRIZ设计创新
TRIZ设计创新主要是对机械结构中存在冲突的系统进行调整与解决，使得机械结构更加符合人们的实际需求。很多机械中相邻的系统或者结构会相互作用产生不良影响，导致机械系统在运行的过程中产生冲突。其中的冲突主要是物理冲突和技术冲突，物理冲突在于子系统之间存在反向行为，导致系统在运行时呈现两种状态，进而产生指数变化。技术冲突则是系统中的部分性能对于系统的运行存在有害影响。TRIZ设计就可以加入有益元素，对其中的有害元素进行清除，进而提高系统的综合功能。
创新设计主要可以用表1进行概括：
表1
四、结语
传统的机械结构设计还是存在诸多问题，在开展创新设计时，需要打破其中的限制，对不符合现代化社会发展需求的内容进行改善。设计人员需要在理念及方式上进行改变，以提高机械性能及质量为主，为企业带来更高的效益，并且产生较强的社会效益。
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论文作者:高福海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
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