摘要：随着我国科学技术的不断发展，在机械产品生产中对于信息化、自动化技术的应用越来越广泛。作为我国各行各业发展的基础，机械产品的质量更加受到人们的关注。本文首先阐述了结构优化的流程，然后分析了结构优化的类型，最后提出了在机械产品设计中结构优化技术的应用策略。
关键词：机械产品设计；结构优化技术；应用策略
前言
结构优化设计是系统优化设计中的重要环节，通过全方面的运用设计方面的知识，制定出最佳的设计方案以满足相关的要求。传统的设计方法往往是通过人工的方式，利用其他产品作为设计模型，根据经验和观察进行设计，浪费大量的人力，而利用结构优化技术，可以在很大程度上提高工作效率和产品质量。
一、结构优化的流程
第一，确定目标函数值。目标函数是进行结构优化工作的基础，通过确定目标函数可以确定相关产品的标准，并利用函数根据设计要求进行配置。在确定目标函数时，要考虑应力以及产品变形程度的影响。
第二，确定函数变量。在设定好目标函数之后，需要确定函数变量，函数变量主要包括产品的各个参数，比如长度、宽度、弧度、厚度等等，这些函数变量对于产品的质量以及机械加工水平有着直接的影响，一旦函数变量不符合规定，将会生产出一大批质量不合格的产品，造成资源的浪费。
第三，确定约束条件。在机械产品加工时往往由于材质的原因或者其他因素，会对加工过程中造成一定程度的影响，所以在设计完函数变量之后，需要施加极值、临界范围等约束条件。
第四，选择设计方案以及对方案进行评价，机械产品设计优化的关键环节是对设计方法进行选择，目前优化设计方法多种多样，为挑选出最佳的设计方案需要结合实际情况进行合理的安排，从而减少错误的出现。
二、结构优化的类型
第一，尺寸方面的优化。尺寸优化是指在保证机械产品形状和拓扑系数不变的情况下，在设计过程中利用计算机技术改变产品的尺寸变量，并根据要求进行重组，从而找到最佳的设计方案。
第二，形状方面的优化。机械产品不仅在尺寸方面符合要求，在形状方面同样要符合工程需求，所以在尺寸参数与拓扑参数不变的情况下，在设计过程中改变形状变量，可以设计出不同的形状边界，使其满足实际需求。
第三，拓扑方面的优化。拓扑优化技术是对连续结构和离散结构方面的优化，拓扑优化技术在连续结构中主要是对孔洞个数以及一些边界结构进行优化，而在离散结构中主要是在确定关键点的情况下对关键点的连接方式进行优化[1]。
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三、机械产品设计中结构优化技术的应用策略
（一）提升设计人员的专业水平
只有熟练的掌握机械方面的知识，才能够对各种机械技术灵活运用，从而实现机械产品设计优化，所以对机械产品设计优化需要设计人员提升自身的专业技术水平，不仅包括机械方面的知识，还要加强对其他领域知识的学习。首先，要有一定的数学建模能力，在结构优化过程中需要进行数学建模，所以这个是进行结构优化时最基本的要求。设计人员在设计方案时要确保方案的科学规范，同时保证其他人可以看懂，通过建立数学模型，可以将方案中涉及的思路与问题通过数学语言的方式表达出来，在方案思路以及问题上建立数学模型可以保证模型的实用性。其次，涉及人员还要具备一定的解答问题能力，仅仅会建模不足以进行结构优化设计，还需要根据实际要求确定数学模型的变量、参数和约束条件，这样才能获得准确的结果。例如，在随机变量模型之中，要能够快速解除模型的结果，从而算出产品的目标函数以及相关变量。最后，设计人员要提升自身解决问题的能力，在确定完设计方案之后需求投入生产，在生产过程中难免会出现各种问题，这就要求设计人员对整个生产过程进行跟踪，在出现问题时及时采取相应的措施进行解决。
（二）在设计过程中应用各个学科的知识
在机械产品设计过程中，需要将各个学科的知识点结合运用，在机械产品结构设计中不仅要熟练掌握机械方面的专业知识，还要熟悉计算机知识、数学算法知识以及数据分析知识等等，只有灵活运用这些方面的知识，才能够使设计的机械产品更加方便、合理。在机械产品设计过程中，对各个领域知识的灵活运用需要从全局考虑，选择适当的方案，然后将产品系统分成不同模块，并按照知识类别对模块进行分类，之后运用不同的知识体系确定相应的目标函数、函数变量以及优化的方案，在分别设计好之后，按照各个模块之间的联系连接起来，这样就可以形成一个整体的设计方案，不过在整体设计方案之中各个模块之间的目标函数可能互相有所影响，所以要从整体设计的角度进行相应的调整，以满足整体方案的要求[2]。
（三）注重结构优化设计的创新性发展
在进行机械产品结构优化时要要注重对方案的自主创新，避免出现重复的现象，目前市场竞争十分激烈，只有具有创新性的产品才能具有一定的市场竞争力，缺乏创意的产品很难得到大众的认可。所以作为一个出色的企业，首先提升企业整体的创新意识，避免在产品结构设计过程中出现墨守成规的现象，在创新过程中杜绝出现抄袭的问题，设计人员要善于转化思路，对产品进行改造。其次，加强对创新性人才的引进，为企业注入新鲜的血液，很多设计人员由于跟不上科学技术发展的脚步，在设计过程中很难做到设计创新，这时要引进先进的创新性人才，提升企业的整体设计水平。最后，加强对技术人员的培养，不仅培养其对机械知识以及各方面知识的掌握，更要培养其创新意识，最终达到提升企业市场竞争力的目的。
结语
综上所述，机械产品制造企业对也我国各行各业的发展都起到至关重要的作用，一旦机械产品的质量不符合要求，那么其他行业的产品质量也将受到影响，所以要在机械产品设计过程中加强对结构优化技术的应用，通过提升设计人员的专业素质、提升企业整体的创新意识等方法，为机械行业提供发展动力。
参考文献
[1]黄世畅.机械产品设计的结构优化技术应用策略研究[J].山东工业技术,2017(11):18.
[2]毕德胜.机械产品设计的结构优化技术应用研究[J].黑龙江科学,2017,8(08):80-81.
论文作者:霍鹏旭,梁正伟,王世颖
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：机械论文; 函数论文; 产品论文; 结构优化论文; 变量论文; 产品设计论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第17期论文;