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摘要:隨著我國現代工業化的加速發展，機械行業也逐漸發展起來，隨之而來的就是機械設計中材料的選擇與應用的問題，由于材料是機械設計的基礎，幾乎決定著機械設計的整體效果，因此，在進行機械設計時，要綜合考慮各個方面的要求，選擇最適合的材料。本文從機械設計常用的材料，材料選擇的原則以及注意事項三個方面進行了簡單分析，從而為機械設計中材料的選擇與應用提供一定的思路。
關鍵詞:機械設計;材料選擇
國家工業化水平蒸蒸日上，機械行業蓬勃發展，作為機械設計的基礎，材料的選擇與應用顯得尤為重要，再加上我國可持續的發展理念，材料的選擇既要注重實用性，也要強調經濟和環保，只有保證了機械材料選用的合適性，機械行業的良好發展才能有保障。
一、機械設計中常用的材料
(一)金屬材料
在機械設計中常用的材料有很多種，但是用的最廣泛的當屬金屬材料，比如常見的鋼和鐵，主要是因為這兩種材料的強度和韌度非常強，而且價格低廉容易獲取，特別是合金材料，常常被運用到各種機械零件的設計中，是機械設計主要的基礎材料。
(二)高分子材料
隨著技術的發展高分子材料逐漸出現，并以其獨特的優勢被應用到機械的設計當中，占有越來越多的比重，最常見的就是塑料、合成纖維等，它們的來源廣泛，延展性強，而且在獲取過程中消耗的能源非常少，因此得到了人們的青睞，但是近年來“白色污染”愈加嚴重，一種更加環保的材料亟待人們的研究開發。
(三)復合材料
顧名思義，復合材料并不是單一的某種材料，而是由兩種不同的材料通過物理或化學方法結合在一起的，一般它會具有這兩種材料的優點，更能夠滿足機械設計的要求，因此也更得到人們的喜愛。通常來說，復合材料可以分為金屬材料和非金屬材料兩種，常見的有合金，樹脂等。
(四)陶瓷材料
陶瓷的主要成分是硅，因此它的主要特點就是密度低，硬度高，耐腐蝕，根據它的特點我們可以設計制作一些密封性的零件，可以達到很好的效果。但是由于它價錢高又易破碎，它的應用范圍也有所限制。
二、機械設計中材料選擇與應用的基本原則
由于機械設計的要求不同，零部件的用途也不同，因此在設計時要結合各方面的最終目的選用最合適的材料，一般來說，主要有一下一些基本原則:
(一)要考慮材料的載荷水平
荷載水平對于機械零件最后效果的發揮具有重要的作用，荷載水平過低可能會導致機械設計后期失效。因此，為了防止各種意外事故的發生，必須在材料應用之前進行荷載能力評估，進而進行進一步的處理，使得材料更加符合設計需求。
(二)選用低耗環保材料
綠色節能是現今社會各行各業發展的主旋律，在機械設計行業中也不例外，一般來說，低耗環保包括兩個方面，一是指設計材料，二是指材料的加工過程。為了達到要求，我們一般要盡量選擇具有低能耗和低污染的原材料，并且在加工過程中要盡量避免會產生污染的一些程序。
(三)選用綠色無害材料
我們都知道，在常見的一些機械設計材料中，難免會含有一些有毒物質，這些物質會對人們的身體健康產生不同程度的影響，即便是做好了防護，也會在加工過程中產生一些有害的廢棄物，不管是對環境還是人體都會有所影響，所以，我們在選擇設計材料時，一定要盡量選用綠色無害材料，將危害將至最低。
(四)注重零件的使用性
任何機械零件設計的最終目的都是使用性，這也是材料選擇與應用的最根本的要求，所以在進行設計時，首先要清楚零件的用途，然后根據要求柳巷材料的選擇，比如有的零件就要求有很好的延展性，有的則要求有很高的硬度或是耐磨性，總之，具體問題具體分析，不同的要求選用不同的材料。
(五)選用可循環利用的材料
金屬材料是機械設計中最常用的一種材料，而且為了達到好的效果，在零件設計時往往會選擇不同的金屬種類，以達到不同的要求，但是這種合金材料做的零件一經報廢，就很難回收，這樣不僅增加了回收成本，而且也浪費了資源。所以，在選用材料時，一定要考慮材料的可回收性，避免浪費，遵循可循環利用的發展理念。
(六)注重材料的經濟實用性
在選用設計材料時，我們肯定要重視材料的經濟實用性，在滿足各方要求的基礎上選用節約成本的材料，包括材料本身以及加工的整個過程，這樣的設計才是最科學適用的。
三、材料選擇與應用在機械設計中的注意事項
(一)經濟性與實用性相統一
經濟性與實用性的統一是機械設計的基礎，這主要包括兩個方面，一是在整個零件的加工過程中，材料的加工運用要嚴格遵照加工標準的要求，不同的材料或要求要使用不同的加工技術，比如常見的技術有切割技術，焊接技術等，這些技術對材料都有著特殊的要求:另一方面，在應用材料時要注重經濟性，在同樣的效果下盡量選用成本最低的材料，在保證必要前提的基礎下最大限度地控制整個工藝流程，減少不必要的程序。
(二)節能性和環保性相統一
綠色發展與可持續發展是當今時代的主題，而在機械設計中貫徹材料運用的節能性與環保性的統一將是促進我國生態經濟建設的重要舉措，因此，在選擇材料時，要特別注意環保材料的作用，在降低成本的基礎上實現綠色設計，低能設計。全球一體化越來越快，城市建設的機械化規模越來越大，隨著我國工業化進程的加快，機械設計在國民經濟發展中起著很重要的促進作用，而材料是機械設計的核心與基礎，它決定著整個設計的結果，但是資源短缺是我國當下的一個關鍵難題，加上人們對機械設計的新觀念，新看法，以科學的態度開發利用新資源，并在機械設計材料選擇中注重經濟，實用，環保，低耗，可持續將是未來發展的必然趨勢。因此，在機械設計中注重材料的選擇與應用，嚴格遵照選用選擇，注重選用事項，是實現機械設計新發展的必由之路。
參考文獻:
［1］王永強，陶亞楠，劉青．機械設計中的材料的選擇和應用探析［J］．科技創新導報，2013(20)．
［2］黃夢奇，王婧．淺談機械設計中材料的選擇和應用［J］．機電信息，2013(6).
作者:朱井偉 單位:承德相一機械有限公司
