探究相似理論在機械工程中的應用范文

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摘要：伴隨著我國經(jīng)濟的快速增長，我國的機械工程發(fā)展的進程也在不斷增速中，其中，相似理論的促進作用占了極為重要的一部分。在相似理論中，它就很好的發(fā)揮了理論知識的指導作用，并用這個作為模型構建的根本，在這一上面，制定了相應的實踐順序。通過對這一學說的討論，對推進科學發(fā)展具有重要的意義和積極的作用。正文將簡要討論這一學說以及它在機械工程中的運用。

關鍵詞：相似理論；機械工程；科學發(fā)展

相似理論，它的起源可以追溯到20世紀，自發(fā)現(xiàn)以來，它一直受到國內(nèi)外物理學家的廣泛關注。其實在實際生活中，也有許多極其類似的物理現(xiàn)象，它們的原理大都一樣。顧名思義，相似性理論是對現(xiàn)實生活中出現(xiàn)的元素的研究，它們具有相似的效果和它們表現(xiàn)出的物理特性也及其相似。并且隨著世界科技水平的飛速發(fā)展，這一理論也在不斷的被完善中。

1相似理論的實質(zhì)與特點

這一理論的本質(zhì)是分析和解釋現(xiàn)實生活中類似現(xiàn)象的學說，即研究類似現(xiàn)象的相似性。而這個理論在模型的構建上扮演著很重要的角色，可以用現(xiàn)有的計算機模擬技術的虛擬形式去幫助它完成，根據(jù)模型的原有型式的預定功能和結構等，以這一理論為借鑒完成相應模型的搭建工作。類似理論增長的基本原理是：第一是對自然世界作用的理性的界定，第二是相應現(xiàn)象中包含的物理原則與客觀規(guī)律一致，沒有意外事件的出現(xiàn)，第三是不可能依靠主觀判斷作為評估現(xiàn)象中各種物理量的標準，它是客觀存在的事實。今天，這一理論不僅對探索物理問題有意義，而且甚至作為機械工程的設計基礎，并得到了廣泛的應用。隨著如今科學技術的發(fā)展越來越快，相似理論將在未來隨著科學的發(fā)展持續(xù)吸收更新的技術和思想理論，進而在很多適合的范圍內(nèi)都可以發(fā)揮出它的重要影響。

2相似理論在機械工程中的運用

（1）相關領域中的運用。機械工程中的相似理論，也被稱作為類似工程，是針對這一學說的更深的探索和思考。一種新的發(fā)現(xiàn)學說，不僅僅只是指詞語表面上可以很明顯、很容易看得到的意義，更是經(jīng)常關系到其他相關方面，它不僅僅指探索自然界類似性的科學研究項目，還關系到社會活動等多個方面。例如:首先，摸索地球生態(tài)系統(tǒng)中存在的類似的規(guī)律，創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)，維護生態(tài)系統(tǒng)的平衡，創(chuàng)建生態(tài)城市，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。然后，探索類似的管理項目，類似的生產(chǎn)項目和類似的設計項目。第三是開展對類似項目的相關機械建設，電器研究，電子產(chǎn)品，機器人建設及對有關人工智能的產(chǎn)品研究。第四，對不同的國家和地區(qū)的經(jīng)濟生產(chǎn)模式的分析，以及對社會系統(tǒng)內(nèi)部相似性的分析，這對推進國家和地區(qū)之間的科技交流產(chǎn)生了積極影響。

（2）在工程技術中的運用。該理論廣泛應用于工程技術，比如，人機系統(tǒng)，工程系統(tǒng)的類似設計類似的設計，類似的機械系統(tǒng)設計，類似的人機系統(tǒng)設計，分組技術和類似的模擬制造。其中，類似模型應用在系統(tǒng)仿真上，類似仿真，類似設計和類似分析，最后仿真模型和仿真模型形成類似系統(tǒng)，從而獲得被模仿的系統(tǒng)參數(shù)信息。因此，在工程系統(tǒng)中進行相似性分析非常重要。簡單來說，該學說在工程技術中的具體應用是：基于類似系統(tǒng)的構造，將存在這種性質(zhì)的機械部件和產(chǎn)品。使用類似的流程、設備和方法生產(chǎn)類似的部件來進行類似的管理。

（3）在機械設計中的運用。

1）系統(tǒng)分析。該系統(tǒng)是由兩個或多個因素組成，具有統(tǒng)一的行為和整體功能。由多個組件構成并且可以執(zhí)行指定操作，并具有已定義功能的計算機是一個系統(tǒng)，通常一部機器有幾個可以相互結合的機構構成，其中包括傳動系統(tǒng)。因此，機械系統(tǒng)的相似性，是機器和機器之間的相似性，并且不同的結構單元組合形成機械系統(tǒng)，例如工作單元，傳動單元等。每個單獨的單元可以是相似的級別，并且不同的單元和級別可以形成不同的子類似系統(tǒng)。如果驅(qū)動器是齒輪傳動的，那么在此系統(tǒng)的類似的設計中，那么就可以將驅(qū)動器視為系統(tǒng)的類似結構中的子系統(tǒng)。對機械系統(tǒng)的分析，是分析系統(tǒng)和它組件之間的相似性，然后把它應用到新的設計中去。

2）簡化模型。簡化模型的參數(shù)的選擇是麻煩的，大都時候增加參數(shù)是不會對系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響的，但是一旦減少參數(shù)的話，就會對結果產(chǎn)生影響。因此，對所選參數(shù)進行系統(tǒng)影響的分析時，就關系到了數(shù)據(jù)的推理。組件的參數(shù)數(shù)據(jù)，組件之間的參數(shù)的相似系數(shù)，相似參數(shù)的比例系數(shù)和類似參數(shù)的數(shù)量用作參考。獲得類似的參數(shù)值，并且通過類似的度量和類似的參數(shù)值來選擇類似的參數(shù)來幫助簡化模型。

3）模型的搭建與實驗。關于簡化模型的實驗，可分為虛擬模擬和實體模擬。20世紀早期最重要的研究工具是模型測試，接著因為各種軟件，比如 CAE/ CAM/ CAD軟件的出現(xiàn)以及計算機技術的出現(xiàn)與發(fā)展，這讓動態(tài)仿真成為了重要的科研方式。對于未來的機械設計，計算機動態(tài)仿真與模型試驗的聯(lián)合將成為新的科研方法之一。虛擬模型構建時，應盡量保存主要參數(shù)，以有效減少對系統(tǒng)沒有影響的無用數(shù)據(jù)，并追求更高水平的模擬效果。

3總結

相似理論作為一項獨立的學科，它的實施和成長還有很大的進步和完善的地步，而它與具體的事物相做的聯(lián)合還需被進一步的探究。由于這個概念是抽象的，因此理解它也很重要。有必要將計算機模擬實驗與應用相似理論相聯(lián)合起來，以改進這一項工作，這將會在經(jīng)濟效率的提升方面會發(fā)揮到很重要的作用與影響。

參考文獻：

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[2]劉俊英.相似理論在機械工程中有著重要的應用價值[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2016(07):144-145.[3]李新華,曹偉魏,唐敏.相似理論在大型復雜構件有限元分析中的應用[J].機械設計與研究,2013,29(05):18-20+25.

作者：劉磊 單位：山東省黃金礦業(yè)股份有限公司焦家金