摘要：理论研究对推动科学发展进程具有积极意义。我国机械工程的发展脚步不断加快，其中，相似理论起到了很大的促进作用。相似理论主要指，将理论知识的导向作用充分发挥出来，并以此为基础进行模型构建，再参照理论拟定实际操作步骤。本文将对相似理论及其在机械工程中的应用进行简要论述。
关键词：相似理论；机械工程；理论应用
1导言
相似理论起源于20世纪，且自问世之初就开始广泛的被国内外的物理学家关注。现实生活中存在许多极其相似的物理现象，其原理也多数相同。相似理论，顾名思义是对现实生活中出现的影响相似作用的元素及其体现出来的物理性质进行的研究。随着世界科技水平的提升，相似理论也处于逐渐被完善的过程中。
2相似理论概述
从本质上来看，相似理论指的是分析与解释生活中常见现象的一门学说，即研究具有相似性现象以及事物共同之处的理论。在相似理论指导下，可以利用计算机模拟技术更加有效的构建模型，将各种预定结构和功能等通过虚拟模型的形式呈现出来，由此可见，相似理论对于构建模型具有指导性意义。相似理论发展基础：①合理定义自然界作用现象；②某一现象中所呈现出来的物理原理是同客观规律相符的，并不是偶然性的；③在测定某现象中相关物理量时，不可以采用主观臆断的方式，物理量是客观存在的。
现阶段，相似理论不再仅仅应用于探究物理问题的领域当中，在实际进行机械工程设计时，也需要以相似理论作为根据。在科学技术以日新月异的速度不断发展的背景下，各种全新的理念以及技术将同相似理论产生融合，因此相似理论的影响力也将逐步扩大。
物理作用现象形成的前提是相似理论应用以及研究的切入点，通过深入探究与物理现象相对应的条件，在此基础上利用数学算法提升相关研究的系统性，最后所形成的研究结果将会以函数关系体现出来，通过反复验证以后采能够进行应用于推广。
通常情况下，应用相似理论展开研究的过程中，要想获得相应的结论与方法，必须对数学运算以及理论分析等进行综合应用，在此基础上所形成的结论，通常能够为工作人员进一步展开研究提供一个理论方向。
并且，应用相似理论可以进行广泛的物理作用研究，因此相似理论不仅可以在机械工程领域发挥重要价值，同时还能够在工业生产研究领域发挥重要指导作用。从机械工程的角度来看，相似理论可以为解决相应问题提供指导，能够提供切入点从而更快的处理复杂性较强的工程问题，对于各项实践活动具有重要指导作用。
3相似理论在机械工程中的应用
3.1相关领域中的应用
相似理论在机械工程中，也叫作相似工程学，主要指对相似理论进行深入研究后，提出的一种新型理论，其不止表现在表面的文字意思上，还广泛涉及到其他相关领域，其不仅包括探索自然界中相似性的科研工程，对社会活动也有所涉及。
例如：第一，分析地球生态系统中存在的相似规律，创建产业，维护生态系统平衡，发展生态城市以及生态农业。第二，研究相似管理工程、相似制作工程、相似设计工程。第三，进行相关的相似工程机械制造，研究电器、电子产品，制造机器人以及相关的人工智能。第四，对不同国家、地区的经济生产模式以及社会系统之间的相似性进行分析，促进各国以及各地区之间的科技、文化交流。
3.2在工程技术中的应用
相似理论广泛的被应用于工程技术中，例如，人机系统的相似设计、工程系统的相似设计、机械系统的相似设计、人机系统的相似设计、成组技术以及相似模拟制造。其中，相似模型被应用于系统仿真、相似模拟、相似设计以及相似分析，并最终使得被模仿模型与模仿模型共同构成相似系统，从而获取被模仿的系统参数信息。因此，对工程技术系统进行相似性分析是至关重要的。
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简而言之，相似理论在工程技术中的具体应用为：以相似系统的设计为基础，将具有相似性质的机械零件以及产品，运用相似的工艺、装备以及方法，进行相似单元的生产制造，并对之进行相似管理。
3.3在机械设计中的应用
3.3.1系统分析
系统由两个或两个以上的要素组成，是具有综合行为和整体功能的统一整体。由多个构件组成，并可以完成一定动作且具有特定功能的机器即为一个系统，通常一部机器由多个可以相互联系的机构组成，其中包含传动系统。因此，机械系统的相似性，主要指机构以及机器之间具有的相似性。
机械系统是由不同结构单元结合而成的，例如工作单元、传动单元等。每一个独立的单元就可能是一个相似层次，而不同的单元、层次都可以构成不同的子相似系统。假使传动单元为齿轮传动，那么在此系统的相似设计中，就可以把传动单元看做一个子系统。对机械系统进行相似性分析，是为了分析系统及其部件之间的相似性，从而将其运用进新的设计之中。
3.3.2简化模型
简化模型的参数选择极为复杂，大多时候增加参数不会对系统产生其他影响，但去掉参数却可能产生影响。因此，对择选参数进行系统影响度分析，需涉及数据推理。以零件的参数数量、零件间的相似参数比例系数、相似参数比重系数以及相似参数数量为依据，得出相似参数值，并由相似度量值以及相似参数值决定相似参数的选择，进而对模型进行简化。
3.3.3模型的建立与实验
在简化模型的基础上进行实验模拟，其可分为虚拟模拟以及实体模拟。20世纪前期主要的科研手段即模型试验，后期由于各种CAE/CAM/CAD软件的出现以及计算机技术的发展，使得动态仿真变成了主要的科研方式。而对未来机械设计而言，将计算机动态仿真模拟与模型试验相结合，会成为其新型的科研手段之一。在进行虚拟模型建立时，应尽可能的保留主要参数，并合理简化对系统无影响的无关参数，以求达到更好的模拟效果。
3.3.4相似理论在机械工程系统整合分析和机械问题研究中的应用
相似理论在机械工程中，可以详细分析机械整体的运转方式，在划分其预定功能以及运行特点时，可以从相关机械的角度出发，通过不同机械之间的相似性来展开模拟，这一过程同零件设计具有相似之处。然而，在实际展开相似性分析的过程中需要从整个系统出发，因此会涉及到海量的实践知识和专业理论数据等，因此一旦发生失误会造成严重的资源浪费。在这种情况下，相似理论的功能突显出来，实际展开模拟仿真时，相似理论通过构建模型整体框架，可以对整个过程进行简化处理，在预定功能基础上，对可以实现相似功能的有关组件进行填充，并及时记录与分析模型整体运作参数，适当调整不合理地方，最后构建整个机械系统模型，在通过充分的实践测试以后才可以正式投入到生产使用当中。
结束语
综上所述，作为一门独立学科，相似理论现阶段呈现出相对广阔的发展空间，近年来我国机械工程领域的快速发展离不开相似理论的有效应用，因此，有关领域研究以及技术人员在展开日常工作的过程中，必须对相似理论的内涵产生深刻认知，并在此基础上，结合实际充分利用相似理论展开计算机模拟实验以及实体模型试验，通过探究数据、模型之间的“相似程度”，分析相似参数的取舍方法等，努力在机械工程试验、设计、生产、制造以及管理等各个环节中将相似理论的指导作用更加充分的发挥出来。
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论文作者:杨西伦
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
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