引言
随着我国利用现代科学技术信息处理技术的飞速进步与发展，全球世界范围内的产品市场竞争也越来越激烈，产品的技术品种不断更新换代变化速度不断加快，其结构复杂程度不断得到提高。生产正在逐渐以小批量、多生产品种的专业生产经营模式逐渐取代以前单一或多个生产品种的大批量生产。在这样一种产品采用的是小批量规模生产的销售方式下，必须尽量地缩短相关产品的设计制造生产周期，降低相关产品的销售价格和生产成本，才能真正进一步提高其所在市场上的竞争力和所需要占有的份比。因此，运用这种现代化的工业设计管理手段和生产方法将有机会有效适应当今设计市场剧烈质量竞争的发展趋势，提升工业设计的产品质量，并且大大缩短产品设计的生产周期。
1研究背景
功能方面。总体来说，机械工程主要是加工原材料，制作成成品满足人们需求。机械结构设计是最开始的一个阶段，需要在满足人们需求的同时，体现创新精神，所设计的产品必须要满足人们需求，符合工作原理，保证产品功能。质量管理方面。机器不仅要在铸造过程中发挥作用，还要考虑产品的最终质量，分析影响机械产品生产质量的因素，包括产品结构的精度、刚度和机械标准的符合性。另一方面，控制影响质量的各方面因素，保证机械产品质量与效益。同时，还要考虑设备的安全性能，符合节能要求，保证设备安全生产。产品的质量不仅与技术和材料有关，而且还取决于适当的考虑。优化创新设计。随着机械工程的发展，机械工程市场竞争日趋激烈。因此，加强机械结构设计创新成为主要趋势，产品引入了创新思维等学科和技术，优化机械工程生产流程，创新接卸结构。在优化机械结构时，要设计出相应的方案，从生产工艺、材料选择、形状以及尺寸等方面来进行创新。
2机械优化设计发展现状
随着不断进步的科学技术和社会经济，越来越迅速地更新换代的产品，多个性质、小批量生产的方式正在逐步替代传统的大批量单一制造模式。为使企业能够有效地增加其市场占有率和国内竞争力，依据如何降低成本及缩短生产周期的原则，就要考虑如何进行小批量生产。现阶段，已经将先进的技术应用到冶金、建筑、纺织、机械、交通、航空飞行等各个领域，在各个领域都得到了广泛的应用和优化。21世纪以后，就开始更加注意优化和使用设计的技术，需要专业的相关人才充分认识和掌握。
3机械结构设计的基本要求
一是遵循机械结构设计服务与技术性能准则。技术性能通常涵盖产品核心功能、从制造的难易程度影响加工工艺选择到运行状况是否稳定对调试工序要求等在内的一切相关性能指标。该准则要求能够统筹考虑产品的静态、动态性能。保证产品必须达到规定的要求。例如，设计产品能够输入输出的极限功率、平均效率、使用材料的强度、刚度，热处理性能、实现的加工位移大小，适应调整运动范围等。二是标准化互换性准则。与机械产品设计有关的核心标准一般包含：标准化概念，标准化零部件外形，标准化加工、检测方法。标准化互换性准则要求在设计的整个过程中的采用行为，原则上均要优先遵循这一准则要求。结合目前已公布的机电行业常用设计相关的标准，按照其应用范围一般可以分为国家标准、行业标准和企业标准三个等次。虽然在使用强制性上而言，有必须执行标准和推荐使用标准的两种，但是在现代产品模块化设计理念下，优先采用标准化互换性设计可以带给用户更好、更便捷的使用体验，从而提升产品竞争力。
4机械结构优化设计的实际应用
4.1拓扑
在开展传统机械产品的生产过程中，实施机械结构优化设计时，技术人员的注意力更集中于结构参数优化这一工作，对机械产品零部件拓扑结构设计的重视度比较低，有关拓扑设计的研究文章也比较少，所以无法为相应工作提供参考。但是，随着我国机械制造水平的日益提升，专业人员的技能水平日益提升，优化设计理念日益改变，优化设计范围日益拓宽，逐步认识到拓扑结构优化设计的必要性与重要性。从实际应用可以看出，对拓扑结构实施优化设计时，设计工作多集中在两个方面：一方面是连续结构的优化设计，比较重视空洞形状、数量、分布范围、部分结构边界等情况；另一方面是离散结构的优化设计，更侧重不同关键连接点的实际优化设计，但想要顺利完成优化设计工作，需明确不同设计位置的真正关键点，如HyperWorks的柴油机油底壳拓扑优化设计。
4.2结构
对机械产品进行优化设计时，机械产品结构也是重点优化内容。为了更好地完成相应的设计目标，提升机械产品的实际生产效率，必须针对机械产品结构设计实施多学科、综合性、个体化分析，促使机械设计工作逐步朝着系统性、总体性以及全面性出发。此外，在实际优化设计期间，若设计人员是从某个方面进行优化设计，待设计完成后，出现优化结果与机械设备预期设计思想不契合现象的概率会大大提高，或者优化设计的结果完全不能在这一种机械设备中使用，难以保证两者的契合性与统一性，所以不建议设计人员从某个方面进行优化设计，建议全面了解机械产品的实际结构之后，从大局出发，基于完整性与全面性，开展相应的优化设计工作，提升优化设计方案的实际应用价值。现今，为了有效解决优化设计单一这一问题，多基于MOD理论实施最新的机械设计优化分析。在此期间，首先要利用相关理论，提供更多、更有效、更完整的理论基础保障；其次开展相应的优化设计工作，保证机械产品的实际优化设计效果，最大限度地发挥优化设计的目的与价值。
4.3参数变元
在设计机械结构时，尺寸变元通常是通过改变零部件形状来达到优化目的的，优化零部件形状，通过这种方式，改变零部件各尺寸参数，以优化和完善零部件。例如，在对材料进行相应的修改之后，在冷压弯曲设计时要适当改变材料，在材料适当变化后才能够进行设计。如果需要调整工件尺寸，在保证零部件没有影响到整体机械质量后，详细测量零部件弯曲度，计算弯曲度数。
结束语
总而言之，要想进行机械结构创新，就需要设计者有扎实的理论知识，敏锐的思维，分析实际情况的能力，并通过概念创造出方案，提高机械性能，发挥出机械在企业中的优势，提高企业的经济效益，促进工业发展。
参考文献
[1]董雪,王刚.机械结构优化设计的应用与趋势[J].设备管理与维修,2020(12):130-132.
[2]何海申.机械结构优化设计的应用及趋势探究[J].科技风,2020(03):162.
[3]张荣宝.机械结构优化设计应用与趋势研究[J].设备管理与维修,2019(18):86-87.
[4]殷春雷.机械结构优化设计应用与趋势研究[J].科学中国人,2018(21):77.
[5]张钟文.试析机械结构优化设计的应用及趋势[J].装备制造技术,2018(07):270-271.
