现代设计理论和方法在冶金机械设计中的综合应用
​魏振敏
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​魏振敏,. 现代设计理论和方法在冶金机械设计中的综合应用[J]. 冶金学报,2022.12. DOI:10.12721/ccn.2022.157054.
摘要: 近年,冶金机械行业不断发展,人们发现设计理论和方法在冶金机械设计中发挥着越来越重要的作用。而且目前冶金机械设计的行业竞争已经转向技术竞争。哪个企业能更好地应用先进的技术和理念,就能提升自身的竞争力,从而在市场中占据有利地位,使企业更好地生存和发展。因此,应用现代设计理论和方法已成为冶金机械设计行业的必然趋势。
关键词: 现代设计理论;方法;冶金机械设计;综合应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157054
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前言:钢铁行业作为国民经济基本产业中重要的一项产业,对于国家经济发展起着非比寻常的作用。同时,钢铁也是日常生活中最常见的材料之一。而经过百年的发展,显而易见,钢铁,仍然在现代社会发挥着无法替代的作用。理所当然的,钢铁冶金工程技术的研究,就成为了热门。通过研究钢铁冶金工程技术,能够优化产业结构,提高钢铁冶金的工作效率。这对于我国的经济发展具有十分重要且深远的意义。

1、现代设计理论与方法

在计算机技术不断深化的过程中,衍生出大量的技术,使人们生产生活的信息化、智能化、机械化水平显著提升。例如在冶金机械设计的过程中,利用计算机技术中的工程数据技术、信息传送技术等,可以结合冶金机械的性能、工作环境等对冶金机械的相关参数进行进一步的优化,使冶金机械的外观得到优化的同时,设计精确度、效率等方面也得到提升。在实践中人们发现,将计算机技术应用于冶金机械设计的过程中,可以使设计过程突破传统串行设计方法的时间限制,使并行设计成为可能,这可以有效的缩短冶金机械的设计时间,使冶金设计企业在认清市场需求的前提下,抓住发展机会。

2、现代机械设计的特点

与传统机械设计相比,现代机械设计有着其自身独有的特点,为了使得设计的产品具有更大的市场竞争力,现代机械在设计时不仅仅需要对系统的机械工作原理、运动形式、力量的传递方式、零部件结构尺寸、外部阻力、摩擦力、各零部件间的耦合方式等等进行考虑,还需要综合融入多门新的科学知识,比如计算机学、机械电子、控制理论、仿生学、美术学等等,是一种融入多门科学知识的综合性设计过程。随着社会的发展以及科技的进步,现代机械的种类越来越多,机械系统的结构复杂度也是逐年的增加。但是从系统功能角度上来说,机械系统可以分为动力系统、执行系统、控制系统、动力传输系统等等,如果再进行细分,每个系统在原系统的基础上仍可进行划分。

3、现代钢铁冶金工程设计方法

我们首先要了解钢铁制造流程的物理本质和特点,所谓物理本质,就是在钢铁制造流程中物质,能量以及信息是在不同的时空中变化的过程。它的主要特点有两点,一是复杂多样,二是层次结构。通过对钢铁制造流程的物理本质和特点的认识,我们能够了解到,钢铁冶金工程设计的最主要的目标就是,通过一系列选择,然后综合,权衡利弊,集成方法,生成一套符合钢铁制造流程运行规律和特点的具有良好表现的流程。要想了解到未来钢铁工业的发展,我们就必须在了解现代钢铁冶金工程的钢铁制造流程动态运行的本质的前提下,继续对钢铁厂的功能进行拓宽发展,通过一些新技术来实现钢铁厂绿色健康,智能化的发展,使得经济社会得到更好的发展。我们能够得到现代钢铁制造的流程的三大主要功能。第一,高效率,低耗能,绿色环保的钢铁制造功能。第二,钢铁能源合理制造,对剩余资源进行最大化利用的功能。第三,对剩余资源进行合理处理的功能。

除了上述所讲到的,还必须了解现代钢铁冶金工程的动态精准设计。它通过先进技术的支撑,能够实现高效,协同,稳定以及以节能为核心的开放系统设计,在未来一个时期,我国应该加大建立和完善现在钢厂的三大功能,建设资源节约型,环境友好型钢铁厂,实现环境与产业共同发展的和谐局面。

4、现代设计理论和方法在冶金机械设计中的应用

4.1冶金机械设计对绿色设计理念的应用

对于冶金机械设计而言,随着这项领域的不断发展,人们也认识到了在冶金机械设计中应用绿色设计理念的重要性。因此应不断强化绿色设计理念在冶金机械设计当中的应用,以此減轻冶金生产对环境造成的破坏,促进冶金生产经济效益和生态效益的共同提升,在推动企业发展的同时为我国可持续发展战略的实施提供动力。本文提出了以下几种冶金机械设计对绿色设计理念的应用方式:首先,在设计过程中以保证机械性能为前提选择可回收利用的绿色环保材料,减轻机械设计对材料的依赖和对环境的影响。其次,绿色设计理念在冶金机械设计当中的应用还要能够降低冶金机械设备在运行过程中的废物排放,通过降低废物排放的方式来减轻冶金生产对环境的影响。这要求设计人员必须带着整体性的意识开展机械设计,要对设计进行全面分析和不断的优化,最终达到降低排放的目的。最后,将绿色设计理念应用在冶金机械设计当中应实现引进机械设备振动强度的降低,这样即可有效控制冶金生产过程中因噪声和粉尘对环境的污染,并且也有利于冶金生产工作环境的优化。因此设计人员可将高减震性能的材料应用到设计当中,通过高减震材料来削减冶金机械设备的振动强度。当前现代设计理念在冶金机械设计上的应用得到了更高的重视,尤其是在人们环保理念提升以后,设计人员对冶金机械设计的环保性也有了更深层次的认识,促进了机械设计的良好发展,而且这也符合我国可持续发展战略的相关要求,因此非常有必要分析并讨论绿色设计理念在冶金机械设计当中的应用。

4.2智能化设计

在当前的冶金机械设计过程中,对计算机技术的应用也越来越广泛。计算机技术的有效应用能够提高现代机械設计的智能化水平,并且提升机械设备的工作性能。在进行智能化设计的过程中,需要对控制器、传感器、执行系统等进行充分考虑,以现代机械设计的相关方法作为基础,建立智能机械设备系统。要确保冶金机械设备能够完成数据收集、问题查找等功能,这样才能节省人力,提高冶金机械设备的运用性能,同时,可以提升机械冶金机械设备对环境的适应性。从而保证冶金机械设备能够在恶劣的环境中完成冶金工作,提高冶金工作效率与质量。目前,在冶金机械设计过程中,应用的技术方法主要包括CAD技术、虚拟技术以及数值模拟技术等,对这些技术的有效应用,能够在很大程度上促进冶金机械设备的智能化发展。

4.3局部或全局性的设计方法理论

现代机械设计方法理念与传统的机械设计方法相比,具有更加全面,更加系统,更加科学,实用性也更强。现代机械设计方法理论具体地贯彻了现代机械设计的理念,产品设计方法理论繁多,如何选择合适的方法理论来完成不同设计任务,是产品设计师面临的一项最重要的工作。现代机械设计方法理念可以通过全面了解整个冶金机械设计过程,系统地进行督查和监测,从而提高工作效率。

4.4培养专业化现代机械设计的创新设计人才

对现代机械设计创新理论与方法进行有效的应用,最重要的就是相关的专业化设计人才,这些设计人才要具备专业化的机械设计理论知识,同时要对现代机械创新设计的主要方法和现代这些设计的原则及特点,进行必要的了解,在综合性的基础上提出相关的创新方法。而且社会在不断进步和发展,相关的新型技术也在不断的进化和发展,因此就要求对机械设计创新的人才要定期的进行相关的培训和学习,让他们的思维可以与时俱进,了解世界上最新型的专业化现代机械创新制造方法。

结束语:在冶金机械设计中应用现代理论和方法可促进机械设计有效性和科学性的不断提升,并且可以降低冶金生产过程中对资源的消耗,同时也减轻了对环境的影响,更通过对人性化理念的融合为设备操作者提供了充分保护。不仅实现了冶金企业的良好发展,而且还为我国可持续发展战略的顺利实施提供了有力保障。

作者信息:魏振敏,光阳工程技术有限公司

参考文献

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[2] 殷瑞钰,张寿荣,张福明等.现代钢铁冶金工程设计方法研究[J].工程研究-跨学科视野中的工程,2016,8(5):502-510.

[3] 杨君.初探用现代设计方法树立机械设计的新理念[J].科技风,2016,22:101.

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