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摘要：伴随着我国经济迅猛崛起，带动着我国各行各业对机械要求也越来越高，机械设计是机械行业的基础工作，对整个国民经济发展来说意义重大。在机械设计中，材料的选择和应用是保证机械设计质量的关键，在机械设计中，材料选用合理是实现机械产品价格合理、质量耐用、产品寿命长的基础。因此，对机械设计材料进行选择和应用，已成为机械领域的重点研究对象。基于此，本文主要对机械设计中的材料选用进行了简要的分析，仅供参考。
关键词：机械设计；材料选用；浅析
引言
随着城市化构建程度的加快，使机械已成为人们生活中不可缺失的一部分，而该行业的发展也越来越受到更多人的重视。在机械行业中，材料的选择和使用是属于其基本内容之一，会对机械行业的整体发展产生重要影响。
1机械设计中材料选择和应用的含义
随着机械设备需求量的提升，人们对机械设备的质量和功能要求也越来越高，在这样的环境下，做好机械设计工作对机械设备生产企业来说意义重大。在机械设计中，机械材料是机械设备的主要构成元素，在选择机械设备材料时，一定要科学合理。在应用材料前，设计人员要先对材料的各项性能进行检测，检测其是否会对机械设计质量产生影响。在机械设计中，一定要做好设备材料的选择和应用，不仅要保证材料具备实用性，还要保证机械设备的经济环保性原则，促进机械设计行业的多元化发展。
2常见材料的分类
2.1金属材料
金属材料是现代社会中使用非常广泛的一类材料，从汽车、飞机、轮船，到手机、打火机等机械产品，都有金属材料的身影。金属材料按照颜色分，可以分为黑色金属和有色金属，黑色金属主要有三种：铁、锰和铬，其他金属如金、银、铜等均为有色金属。按照密度来分，可以分为轻金属和重金属，轻金属有铝、镁等，重金属有铜、汞等。
2.2无机非金属材料
无机非金属材料包括陶瓷、氮化硅、玻璃、氮化硼、金刚石、石墨、碳化硅等，这类材料一般具有硬度高、抗压强度高、耐腐蚀等特点，但是许多材料价格偏高，容易脆断。这类材料使用相对较少，主要用于制造密封性原件、显示屏等。
2.3有机高分子材料
有机高分子材料主要是塑料、橡胶以及合成纤维。塑料自从发明以来，便得到广泛的应用。它价格便宜、轻便、耐腐蚀，具有一定的强度，还可以与碳纤维等制成玻璃钢等复合材料。
2.4复合材料
其主要是通过化学或物理的方法将两种或两种以上的材料进行复合，最终得到具有特定应用性能、满足不同工艺要求的材料。目前应用得比较多的复合材料有碳纤维、玻璃钢等，这些材料密度小、强度高、韧性好，应用前景广阔。
3机械设计中的材料选用应注意的的问题
3.1材料选择科学化
在实际的机械设计中，一些设计材料本身含有铅、镍、砷等元素，这些元素会对人体产生不利影响，即使设计人员已经做好防护措施，也会随着废弃物的排放对人体产生间接影响。机械设计人员在实际生产和工作中要不断提升防范意识，在选择材料时一定要谨慎、细致，保证材料的安全性。
3.2材料荷载
在机械设计中，材料荷载水平的选择也是非常重要的内容。在实际的机械设计中，一些材料会因为荷载水平低等原因，在后期出现抑制失效等状况，导致大部分的机械零件无法发挥作用。在机械设计中，一定要对材料进行载荷水平评估，选择载荷水平高的材料，根据实际情况对材料进行后期处理，提升材料的载荷水平。
3.3选择实用材料
机械设计人员在选择材料时，一定要根据机械设计的实际使用原则，根据不同的零件需求，选择符合实用需求的材料。使用性是机械设计中的最基本要求，比如在机械设计中，一些机械零件对强度的要求比较高，而一些零件对美观性要求较高，不同的零件要求指标不同，机械设计人员在实际的设计工作中要区别选择，使其满足机械设计的实际使用需求。
3.4低消耗机械材料的选择应用
我国可持续性的发展战略应用在不同行业当中，就机械设计而言，可持续性发展需要确保设计选材以及应用的低消耗以及无污染特性。在机械设计的过程中，对材料的加工处理必需重视低消耗以及环保的手段。在机械加工处理工种，热处理作为现阶段对机械材料使用寿命以及性能损坏影响最大的加工工艺，同时此类加工工艺对环境产生重大的污染。因此，必需最大相对的规避热处理的加工工艺，在机械设计中可以选择冷、热轧状态下的材料性能发挥比较好的材料。若无法避免热处理加工，必需选择处理流程相对比较简单的材料，从而进一步减少消耗以及污染。
3.5无害机械材料的选择应用
在机械设计加工中，很多材料可能回带来一定的危险元素，比如Ni元素。这类元素不仅污染环境，还会对人体造成永久性伤害。所以需要在选择机械材料时，注意对材料的检测，避免有害材料混入其中，被应用到机械设备里。
3.6材料的可循环性
在实际的机械设计中，材料大部分是金属，且不同零件使用的金属种类也不同，为了实现机械应用功能，设计人员会整合一些金属材料，研制多功能的合金型材料。虽然这种机械材料满足了使用需求，但是如果机械出现故障，整个机械设备就会报废，这增加了金属材料的回收难度，也提升了设计成本和回收成本。为了达到废物资源化的目的，设计人员要在机械设计中充分考虑材料的可循环性，比如，在选择金属材料时，可以对一个零部件进行合金处理，在合金过程中尽量少选择元素种类，这样既可以保证合金质量，也不会提高设计成本。
4加强机械材料设计的新思路
4.1树立系统观和功能观的设计思想
材料设计人员在进行机械设计中的材料设计时，必须要树立系统观与功能观的设计思想，在此基础上按照机械设备制造和生产的具体要求来准备和开展材料设计工作，在选取材料时，应当注意各个材料性能和作用的相对性，因为，在机械制造中，既没有绝对符合设计要求的材料，也没有绝对不符合设计要求的材料，设计人员应当综合考量每个零件或构建的具体功能，并根据相关参考资料和数据，对不同的材料进行分析，要考虑哪种材料适合做零部件，挥，进而选择出最恰当、最适合的材料。
4.2改进重要机械部件的生产方法
在完成材料设计的过程中，必需把关键的部分作为一个完整的子系统完成设计，特别是要重视摩擦学系统部件的设计。现在高速以及重载的零部件会产生许多功能的副作用，对其完成改进能够有的房子以上问题的发生。
4.3建立基于因特网的机械设计材料库
传统的“查手册设计法”在现代材料设计过程中存在这诸多的问题，所以，机械设计师需要充分借鉴信息技术，必修进一步建立包括机械零部件常用的材料，同时还包含用户材料的网上机械工程的材料库，并且还应包括国内外最新研制的新机械工程材料的有关资料。同时，利用互联网构建完备的机械工程数据库，从设计层面完成与CAD软件的无缝对接，对普通设计中常用的资料与数据进行系统的整理与备份，为设计出功能强大、技术领先、款式出众的新型工业产品奠定基础。
结束语
综上所述，在选择和应用机械设计材料时，机械设计人员要从多个方面进行分析，要在保证机械设计符合相关规范和标准的前提下，更好地顺应时代的发展需求，在此基础上体现经济、环保等特点，更好地促进机械设计行业的多元化发展。
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