摘要：近年来，随着科学技术的不断进步，各行业都在加快其工业化进程，这就对机械生产企业的设计工作提出了更多的要求。在机械的设计中，其重点就是要对机械材料进行选择，并将最合适的材料应用于机械生产中，这直接关乎机械被生产出来后的性能以及使用年限。尤其是在当前，随着各行业对生产环节要求的不断提升，设计者在进行机械设计时应尤为注重对材料的选择与应用，不仅要使所选择和应用的材料可以充分满足机械的设计需求，还要满足环保的要求。本文就对机械设计中材料的选择与应用做出了一些探讨，并提出部分选择与应用策略。
关键词：机械设计；材料；选择应用；策略
引言 当前随着各行业对所使用机械要求的不断提升，机械设计过程中对材料的选择与应用开始逐渐成为机械供应商研究的重点。而机械行业在科学技术的不断推动下正在快速发展，为适应我国的可持续发展战略，机械设计也应向可持续的方向发展，并不断满足节能环保的需求。而这就需要对机械设计材料进行谨慎选择，并合理进行应用。
1 机械设计中材料选择的意义
在全球经济飞速发展的当下，各国的生产企业都开始不断加快其生产环节的机械化进程，这带动了就在无形中推动了机械行业的发展，市场上对机械的需求开始不断增加。这种需求的剧增虽然在一定程度上带动了机械市场的发展，但是对设计材料的需求也急剧增加，致使机械设计的材料出现短缺的现象。在机械的生产过程中，只有在材料供应充足的前提下才能确保其生产环节的顺利进行。因此，为保障机械的顺利生产，就必须要在机械的设计过程中就做好对材料的选择工作。不仅要重视所选材料的实用性，还应重点检验其环保性能，并最终在综合这些性能基础上选取最经济的生产材料。在资源问题日益严峻的当下，在有限的资源中做好机械设计的选材与应用工作是确保其行业得以快速发展的关键所在，对机械行业的发展具有极其重要的现实意义。
2 机械设计材料的选择
在机械生产过程中需要用到大量的工程材料，通常在这些材料主要有金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及其他复合材料。在机械设计选材时，要对这些材料进行具体分析并选择出最能适应生产需求的设计材料。
首先是金属材料。在所有的机械材料中，金属材料的使用最为普遍，通常一台机械的金属材料成本可高达百分之九十。而在金属材料中，钢铁材料因其高强度以及高韧性又得到了最广泛的使用，并且这种材质的购置成本也较小，同时还能满足多种性能需求。而在金属材料中，合金材料则被用于零件的制作上。其次是高分子材料，这种材料主要有塑料以及合成纤维。这些材料不仅极其容易取材，对能源的消耗也较少，并且还具有极好的延展能力。此外是陶瓷材料。在陶瓷材料中，其主要成分多为氮化硅以及碳化硅，这种材料在硬度及抗压能力上都有极强的优势，并且还极度耐腐蚀。但其也存在一些缺点，如较易断裂，且取材成本较高等。最后是复合材料。复合材料多是指两种以上的组合材料，多经由物理或化学方法处理合成并可满足多种工艺生产的需求。通常情况下，复合金属材料主要有铝镁合金，而非金属材料则主要包含树脂以及橡胶等。
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3 机械设计选材的原则
在选择机械设计材料时，应遵循一定的原则。首先应充分考虑材料的载荷应力，因为在选材时要充分考虑到材料的强度，如使用的材料较脆时则应当应用于静载的零件上，而对于需面对频繁冲击的部位则应使用塑性较强的材料；其次应充分考虑到机械被投入使用后的具体工作情况，如其使用环境是否会经常受到温度的影响，因为有些材料会在不同的温度下发生膨胀并影响到机械的工作性能，因此应尽量选择膨胀系数较少的材料。同时由于有些材料会在高温环境下出现松动，也有部分材料会发生磨损，这就要求设计者在选材时应尤其注意材料的硬度及耐磨损程度。再则还应考虑到机械零件的复杂性以及所选材料是否可进行加工。通常情况下对于一些结构较为复杂的零件，在进行生产时应选择毛坯或者使用板材挤压元件加工，而对于一些结构较为简单的零件则可以直接进行锻造。此外是机械的经济性与材料的利用率。选材时应尽量选择经济适用的材料，并且对于一些少量零件的设计中应尽量减少材料的使用。最后则是应遵循可持续发展的原则。因为这不仅是国家在未来的长期发展战略，也是机械设计为适应时代发展必须全面贯彻的理念。而只有在选材与材料应用过程中充分考虑到可持续发展的理念，才能使其机械的设计达到最有效果。
4 材料的选择与应用过程中的相关注意事项
首先应注意材料的机械性。因为材料在应用时应满足工艺生产的需求，如铸造、热处理以及其他切割工艺等，当其被应用于不同工艺中时就要注意其是否具有可操作性；其次应注意材料的经济性。因为所选择和应用的材料不仅要满足技术需求，还应充分考虑到其购置成本，只有在材料成本以及生产工艺上都进行合理控制，才能使为生产商带来更多经济收益。最后还应注意材料的环保性。随着社会及公众环保意识的不断增强，各行业都开始重视起材料的环保性。因为一旦所选择的材料在使用过程中对环境造成污染，就会严重影响生产企业的社会效益与经济效益。
5 机械设计中材料的应用
随着社会生产对机械要求的不断提升，机械的种类也开始逐渐增多，而对于不同的机械，在设计时所应用到的材料也多种多样。这就要求设计人员应对所选择的机械材料具有一定程度的了解，并可以根据所设计机械的需求来选取适宜的材料。此外就是针对机械的一些零部件，在进行选材时也应充分考虑到材料的合理性，同时对材料进行一些额外的处理工艺还能使其潜力得到更大程度的开发，使其可以被充分应用。
结束语
机械材料的选择与应用不仅是机械设计的最主要内容，还是影响机械使用的最重要因素之一。再加上机械材料的选择还直接关系到生产厂家的原料成本，因此在选材时一定要充分考虑到其经济性，同时还要多选择使用的设计材料以提升机械的实用性能。只有综合考虑到选材及材料应用的各个环节，才能有效促进机械设计与机械行业的发展。
参考文献：
[1]任伟欢.机械设计中的材料的选择和应用探讨[J].建筑工程技术与设计，2017（15）：00225-00225.
[2]李冠效，雷长贵.机械设计中的材料的选择和应用解析[J].硅谷，2014（2）：86-87.
[3]王熙婷.机械设计过程中机械材料的选择和应用探析[J].中国新技术新产品，2018（2）：42-43.
论文作者:杨芳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
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