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摘要：随着我国社会经济不断发展，工业化水平不断提高，机械产品与社会生产息息相关，人们对机械产品的质量愈加重视。对于机械产品生产质量来说，机械设计材料的选择与运用与机械产品的使用功能与安全性直接挂钩。作为机械设计加工的基础内容，机械设计材料选择与应用至关重要。基于此，在机械设计中，加强材料控制是提高机械产品设计与加工质量的重要一环，必须要加强对生产材料的选择与运用，保障生产材料能够满足机械产品实际使用功能。由此可见，加强机械设计材料选择与运用工作的重要性。
关键词：机械设计；机械产品；材料；选择；运用
1材料的选择对于机械设计的意义
材料选择的合适与否，直接关乎到机械寿命，机械行业的发展对于经济起着重要的保障作用，是促进经济发展的主要推动力。但在当今机械行业快速发展的情况下，存在机械材料不合理的损耗导致浪费严重、材料材质不符合机械性能影响产品性能的情况，这些都导致了工业生产中机械材料不合理的使用，阻碍了工业进程的完善，不利于生产单位的成本控制、产品的安全控制和质量控制。因此，面对这种情况，合理慎重地进行材料的选择则显得尤为重要，确保每一份材料都能得到合理利用，机械设计的综合功能得到最大程度的发挥，从而能够确保机械设计以最合理科学的程序和步骤设计出来，这是经济发展的需要，也是机械设计的要求。所以，在选择材料时，要关注材料的成本，更要关注材料的材质、性能，同时要符合当下环保价值观，符合当下可持续发展的潮流和理念，选择出适合经济发展和机械设计的材料，让工业更加顺畅地进行，不浪费材料的功用，确保所有的材料都能发挥最大的价值。这也是本篇文章所要阐发的要点，重点阐述材料选择对于机械设计的意义，以及选择的材料如何应用如何开发，这些关乎工业生命线的问题，需要引起我们的重视和关注。
2在选择与应用材料时应注意的原则
2.1坚持可持续发展，贯彻科学发展观
从党的十六大以来，科学发展观这一伟大的战略思想逐渐深入到人们的生产和生活当中。在工程设计特别是在机械设计中，理所应当也要坚持科学发展观这一理念。这是在机械设计中材料的选择与应用必须要注意的第一个原则，因为这样做不仅可以使得材料在应用过程中得到最佳使用效果，还不会对环境造成危害。例如在机械设计中，大量使用的金属材料，因报废的金属材料回收再利用的难度较大，造成循环利用的难度提高。因此，在机械设计中对待材料的选择与应用应该慎之又慎，在选择的时候应多关注一些能循环使用的材料，关注材料的使用年限，同时还应该控制合金金属材料的选用，选用单一性合金更为经济合理。由此看来，合理有效地安排材料在工程上的使用，不仅能在某些程度上节省材料，做到节约资源，还利于在后期挖掘材料的其他用处，为机械设计的材料选择与应用提供更为经济的使用方案，这也符合了“持续健康发展”的观念，对我们赖以生存的生态环境也是有很大的好处的。
2.2材料的选择和使用应该注重绿色环保
在机械设计中，其材料的选择和使用中注重绿色环保是在机械设计工程实施过程中应该注重的第二个原则。随着经济的快速发展和人们生活水平与生活质量的提高，环境污染问题变得越来越严重，自然环境已经为我们人类的发展做出了巨大牺牲。因此，我们要在实际的生活和生产中注意一下自己的行为，从小事做起，为降低环境污染做自己力所能及的事情。当然，在机械设计过程中，材料选择和应用环节更应该选择绿色环保无污染的材料，努力做到无污染、无添加、低成本的要求，并且尽量使得剩余的材料能够可回收利用，不仅可以提高资源的利用率，同时也给我们的生态环境减少一些负担，对环境污染的减轻也出一份力。除此之外，在对材料进行选择时，应综合实际的多方面因素来进行考虑，例如成本、经济、健康等，这些都无时无刻不在影响着机械设计的实施和材料的选择与应用问题。
2.3材料的选择与应用应注重适用性和经济性
在机械设计中，材料的选择与应用应注重适用性和经济性是机械设计的材料选择与应用必须要注重的第三个原则。机械设计是机械生产的第一步，更是决定机械性能的最为主要的因素。机械设计的努力目标是在各种限定的条件（材料、加工性能、理论知识等）下，设计出最好的机械，即做出优化设计，而在这些限定条件里，其中就有材料。设计者应综合最佳工作性能、最低制造成本、最低消耗和最少环境污染等几个重要方面来进行设计.使设计的结果达到最优。材料，是这些步骤里最为基础也是最为重要的一部分，在选择与应用中应注重适用性与经济性，适用性是指在机械设计的每一个环节里，这些材料都能满足该设计的所有条件并能有所作为；经济性是指尽量选择价廉质优的材料，既能满足机械设计的要求，又能在适用性的基础上做到成本最低。经济性和实用性这两个原则缺一不可，若是在机械设计中做到了这两个原则，那机械设计才能长久持续的发展下去。同时，满足了经济性与适用性，还能符合国家的可持续发展的政策，树立绿色环保发展的新理念。
3常见材料的分类
3.1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。
3.2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。
3.3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。在机械制造中，塑料应用相当广泛，主要用于机械外壳、导线绝缘层等。
3.4复合材料
复合材料是从20世纪末开始兴起的一类新型材料，它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。相信随着科技的发展，这些材料还会得到更多的应用。
4机械设计中材料选用的几点注意事项
4.1材料的荷载能力要满足要求
材料的荷载能力是材料性能的一个非常重要的方面，也是非常基础的一个方面。如果荷载能力达不到要求，材料在加工过程中就有可能发生断裂、失效等情况。即使在加工过程中没有出现故障，在使用中也很容易出现故障，缩短机械设备的使用寿命。在根据荷载能力选材时，材料的荷载能力需留有一定的余量或者说安全系数，这个安全系数具体是多少，要根据使用场合来确定。越是重要的场合，越是对安全要求高的场合，安全系数越大。如果所选材料的荷载能力不清楚，则需要用实验的方法进行测试。
4.2尽量避免选用有毒有害的材料
有一些材料会对周围环境造成危害或者危害人体健康，比如金属铅、镍、汞，还有一些塑料等，这些都容易对环境造成污染。在机械设计中，要尽量不用或者少用这些材料。如果必须要选用这些材料时，要采取一定的措施，防止这些有害物质进入环境当中。
4.3尽可能选择便于回收或可再生的材料
到目前为止，构成机械产品的大部分材料都是金属材料，其中最常见的就是钢铁。而金属资源属于不可再生资源，其在地球上的蕴藏量也是很有限的。因此对资源特别是金属资源的回收利用就成了一个值得研究的课题。金属材料的种类很多，比如钢材的种类就有很多种，低碳钢、中碳钢、高碳钢、各种合金钢等。每一种金属材料的回收难度是不同的，有的容易回收，而有的回收起来则比较困难。在机械设计中，在同等条件下，要尽可能选用回收方便的材料，让资源得以回收利用。当然，也可以尽可能地选用可再生材料代替不可再生材料。比如在一些场合使用塑料代替金属材料。
4.4尽可能选用加工过程中资源消耗少、环境友好的材料
在材料选用过程中，不仅要考虑材料的荷载能力、材料本身的资源属性、材料本身对环境的影响，还要考虑将材料制成产品的过程中，加工过程、加工工艺是否节能环保。例如，现在的许多金属材料，在加工过程中需要进行热处理，而热处理过程消耗的能源等资源较多，对环境的污染也偏大，如果能够选择在冷和热轧状态下仍可保持较好性能的材料，就可以避免热处理过程，从而节约资源，保护环境。如果不能找到理想的材料，加工过程中不得不使用热处理，那也要尽量选用操作流程方便的材料，从而减少资源的消耗和对环境的破坏。
结束语
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。
参考文献：
［1］赵忠国．机械设计中材料的选择和应用［J］．科技风，2011．
［2］田源．机械设计中配制配合的应用研究［J］．农家科技，2011．