市场经济的迅猛发展，为我国带来了生机与活力，在市场的调节与助力下不仅民众生活越来越好，技术革新速度也越来越快，机械生产企业想要创造更大的生存空间，就需要加大产品设计与研发力度，着力提升产品性能，通过优化机械结构起到降低成本、减少生产制造时间、提高产品质量的效果。这就需要机械制造人员在精准控制零件尺寸之余，加深对材料力学、机械原理的了解，通过勤劳、灵活的双手将脑海中的抽象记忆还原成实体，充分发挥吃苦耐劳精神，以求突破创新
一、机械结构优化设计应用现状研究
随着社会发展需求变化以及科学技术发展，市场对产品的需求种类和质量要求有很大提升，各个企业都在加强自主创新，产品更新换代速度较快，多品种化的生产模式成为了市场主流。企业为了能提升市场占有率，不仅需考虑产品制作成本，还需考虑生产周期，因此，需从机械结构设计方面着手，提升生产效率。科学优化机械结构设计，通过改变结构形式增强机械功能，可以帮助企业快速的攻占市场，缩短生产周期，提升产品质量，满足市场的需求。机械功能优化设计从上世纪就已经被提出，其属于一种新型的学科，是将优化理论与结构设计相结合，结合生产实际在多个方案中选择最为科学合理的设计方案，保障机械结构质量有所提升。在我国建筑行业、交通、冶金以及航空等领域中优化设计被广泛应用，其社会经济效益显而易见。因此，机械结构优化设计的应用具有广阔的前景，需要专业人员加强技术研究和掌握。
二、机械结构优化设计类型分析
从机械结构优化的目标上来说，我们可以大致将优化设计分为形状优化、尺寸优化拓、拓扑优化、多结构优化、系统结构动态优化几大类，下面我们就对其进行系统分析与研究
（一）形状优化
机械能够正常运转的前提是每个零件都必须发挥其功能与价值，除了要对零部件的尺寸进行把控外，其形体的选择也是非常重要的关键内容，要在实用性的基础上去思考该如何融入更多的美学要素，并保障形状设计的改变不能影响到拓扑关系与尺寸大小，这就要求相关工作者对形状变量进行精准把控，采用多种多样的结构调整方式，在满足实际需求的同时提高产品功能性。
（二）尺寸优化
在尺寸方面的优化指的是通过保证机械产品的形状和拓扑关系不受到改变，通过计算机技术应用，在优化设计过程中使用计算机技术来寻找适合的尺寸，并且通过运行过程实现重组，以此来找到最佳的优化设计方案。
（三）拓扑优化
拓扑优化主要是通过连续结构和离散结构进行优化，连续结构拓扑技术中要主要注意优化孔洞的数量，还包含形状方面以及分布现象，同时也要注重对结构边界进行优化，通过离散结构拓扑技术来保证相关数据的关键，确保每一个关键点能够实现优化的连接方式。
（四）多结构优化
该优化方法不仅需要对优化预期结果进行评判，还需要明确优化设计的目标，从整体上构思机械结构，促进结构优化设计的系统化发展。MDO理论为一种新型结构优化理论，其被广泛应用于机械结构优化、卫星总体设计、机器人优化设计等领域中，为优化设计提供了理论保障和基础，使产品质量大大提升，生产效率也有所提升，在机械结构优化中发挥重要作用。
（五）系统结构动态优化
机械产品的性能动态会对结构设计强度以及机械寿命产生一定影响，因此，需优化结构的动态性能，从而实现机械结构的合理优化设计。结合对机械结构动态性能过程的分析和研究，对于大型机械结构来讲，动态结构分析作用较大，需全面搜集机械相关信息，了解生产需求，从而使设计更加科学合理
三、机械结构优化的具体措施
（一）提高设计人员的素质水平
机械设备是人类智慧结晶，是人的发明创造，在此背景下，相关工作者的综合素养就直接决定了机械结构优化水平的高低。为此，设计工作人员在进行方案设计时，不仅要规范，还要保证方案能够被他人理解，只有具备一定数学建模能力的人员才能够使用规范标准的数学语言将问题和设计方案表达出来，并在此基础上确定模型，保证模型的实用性。第二，解答问题的能力。仅仅会建模还不够，还应当能够求解所建立模型的变量以及参数，这样才能够高效得出结果。比如对于随机变量模型，一定要能够快速求解随机变量模型，才能够计算出随机变量的目标函数以及变量的数值。第三，对问题的处理能力。这是因为在确定完设计方案后，一个极其重要的步骤就是评价方案，一旦方案投入生产，就需有更多的人共同配合完成，而参与的人越多，就越容易造成大家对问题本身都一知半解，出现问题后也难以找到明确的责任人。这个时候，如果有一个能够全程负责的人去追踪过程，会在很大程度上降低问题的发生概率。
（二）积极发挥创新思维
近年来，我国一直在强调知识产权的重要性，国家知识产权局也采取了一些列措施去支持民众申报知识产权，力图通过多种方式提高全民的知产意识，各项专利已经成为机械制造企业发展的重要基础，专利就是新颖性、实用性的统一，从这一角度上而言，相关工作者应该先种好从创新之种，才能长专利之干、结发展之花。因此，一个公司要想成长和进步，就必须推旧出新，避免墨守成规，最终导致被市场大环境所淘汰。因此，作为一个出色的企业，就要不断创新，不断保持市场活力，但在创新过程中要防止抄袭、重复，也要遵从顺势而为的原则，紧跟市场需求变化。作为设计研发人员，要不断转变思路，积极对产品进行改造，在推出新产品的同时，也要对原有产品进行改造，最终目的都是为了适应市场需求，使企业具有一定的竞争力。
（三）结构优化技术的设计方式
目标函数是机械产品设计中的基本参数，是有效提高机械产品质量、开展产品设计优化设计的必要前提，在实际操作中相关人员应该给予其更多关注；在确定目标函数后，就要确定函数中的设计参数。对于机械产品参数设定来说，一般包括物理参数与几何参数两种，例如零件设计中的厚度、长、宽等，任何参数出现偏差，都会对整个产品造成严重影响，不但会影响机械产品质量，还会对企业的经济效益与健康发展造成阻碍。除此之外，相关人员一定要保持方案设计的最优性，所以在选择时要根据实际情况与机械产品工程相结合来进行分析，最后确定最为适合的设计方案。而且在进行产品加工时，要求专业人员对该方案进行评价，进而提升产品设计水平与产品质量。
（四）在结构优化设计中要运用各个学科的综合能力
机械设计是一项复杂程度高、系统性强的工作，需要运用到诸如数学算法、数据分析方式和计算机技术等知识。要保证在进行设计过程中注意从各个角度进行分析和运用，以此来考虑方案的可行性。首先要从工程整体角度出发，把整个设计系统氛围不同的设计板块和内容，通过相对应的知识来进行目标函数的设定，优化函数变量，设计好每一个板块，要注重掌握每一个板块的联系，进行整体的组合，保证优化设计方案的完整特点
综上所述，我们不难看出提升机械结构优化技术水平的关键性所在，相关工作者应该在实践中不断总结经验，寻找切实可行的方法提升机械设备质量，在体现自我价值的同时，为企业的长远发展奉献自己的一份力。
参考文献：
[1]房灿.机械结构优化设计应用与趋势研究[J].科技创新与应用，2016.
[2]秦东晨，陈江义，胡滨生，王丽霞.机械结构优化设计的综述与展望[J].中国科技信息，2016（09）：114.
[3]徐颖，周华.現代结构优化设计理论浅析[J].矿山机械，2016（11）
