Málmhlutir í nútíma verkfræðikerfum taka að sér margvíslegar aðgerðir, þar á meðal burðar-burðargetu, kraftflutning, tengingu og vernd. Hönnunargæði þeirra ákvarða beint öryggi, hagkvæmni og endingartíma mannvirkisins. Stofnun hönnunarreglna stafar af fræðilegum stuðningi við aflfræði efnis, burðarvirkjafræði og framleiðsluferla, og krefst einnig tillits til hleðslueiginleika, umhverfisaðstæðna og framkvæmdarhæfni við raunveruleg vinnuskilyrði til að mynda vísindalega og framkvæmanlega lausn.
Kjarnareglur hönnunar málmhluta eru fyrst og fremst vélrænt jafnvægi og hagræðing á kraftflutningsleiðum. Sérhver íhlutur á endingartíma hans ber óhjákvæmilega álag frá ytra umhverfi, þar með talið kyrrstöðuálag, kraftmikið álag, höggálag og hitaálag. Þetta álag skapar innri kraftdreifingu í gegnum þversnið íhlutarins. Fyrsta skrefið í hönnun er að bera kennsl á helstu bilunarmáta íhlutans með álagsgreiningu-eins og sveigju, sveigju, þreytubroti eða óstöðugleika-og ákvarða í samræmi við það hæfilega þversniðslögun og stærð til að tryggja að streitudreifing sé eins jöfn og mögulegt er og forðast staðbundna streitustyrk sem gæti leitt til snemma bilunar. Byggt á þessu ætti að fínstilla kraftflutningsleiðina til að tryggja að álagið berist frá hleðslustaðnum til stuðningsins eða undirstöðunnar á sem beinustu og stysta hátt, draga úr viðbótarbeygjukrafti og skúfkrafti í millihlekkjum og þar með bæta heildarnýtni og spara efni.
Samsvörun efniseiginleika við-þverskurðareiginleika er mikilvægur þáttur í hönnunarreglum. Mismunandi málmefni sýna verulegan mun á styrk, seigju, þreytuþol og tæringarþol. Hönnunin verður að velja viðeigandi efnisflokka og framboðsskilyrði miðað við vinnuskilyrði. Til dæmis, álfelgur burðarstál með góða þreytuvirkni er hentugur fyrir íhluti sem verða fyrir miklum tog- og þjöppunarálagi til skiptis; í háum-útblásturslofti eða ætandi umhverfi ætti hita-þolið stál eða ryðfríu stáli að vera í forgangi og yfirborðsvörn ætti að sameina til að lengja endingartímann enn frekar. Samtímis ætti þversniðsformið að fullnýta vélræna eiginleika efnisins: I-laga og kassa-laga hlutar geta dregið úr eigin-þyngd en tryggja beygjustífleika; holur rörkaflar sýna yfirburða tregðu og sveifluradíus við samþjöppun og snúning; fyrir þunna-veggða íhluti þarf að athuga mikilvægu gildin fyrir staðbundna beygju og heildaróstöðugleika til að koma í veg fyrir óteygjanlegan óstöðugleika.
Meginreglur um stöðugleika og stífleikastýringu krefjast þess að styrkleika- og aflögunarmörk séu tekin til greina í hönnuninni. Auk þess að uppfylla styrkleikakröfur verða burðarvirki úr málmi undir utanaðkomandi álagi einnig að hafa sveigju þeirra, hliðarfærslu og titringsmagn stjórnað til að tryggja hagnýtar og fagurfræðilegar kröfur. Til dæmis getur of mikil lóðrétt sveigja á aðalgeisla brúar haft áhrif á akstursþægindi og jafnvel öryggi; óhófleg hliðarfærsla á stálgrind há-byggingar getur dregið úr jarðskjálftavirkni hennar. Í hönnun er heildarstífleiki oft bættur með því að auka tregðustund þversniðs-, setja upp stuðningskerfi eða fínstilla hnútatakmarkanir. Formúla Eulers eða endanlegt frumefnisgreining er notuð til að meta beyglunarham þjöppunarhlutans og mjóttarhlutfall og stuðningsbil eru skynsamlega ákvörðuð.
Skynsemi hönnunar og smíði tenginga er trygging fyrir heildarframmistöðu burðarvirkja. Byggingarhlutar úr málmi eru oft samþættir öðrum hlutum með suðu, bolta, hnoða eða pinna. Áreiðanleiki tengingarinnar hefur bein áhrif á álagsflutning og offramboð. Hönnunin verður að velja tengiaðferðina út frá eðli álagsflutningsins: stífar tengingar sem einkennast af kyrrstöðuálagi geta notað suðu eða há-núningstengingar fyrir bolta; sveigjanlegar tengingar sem þurfa að mæta tilfærslu eða snúningi eru hentugar fyrir hjörum eða rennistuðningi. Byggingarupplýsingar ættu að lágmarka álagsstyrk, eins og að nota boga-sláplötur við suðuenda, lágmarka fjarlægð milli boltahópa til að forðast brúnir og bæta við styrkjandi rifjum í kringum göt, til að koma í veg fyrir bilanir í fossi af völdum staðbundinnar stökks eða rifs.
Umhverfisaðlögunarhæfni og endingarhönnunarreglur leggja áherslu á fyrirbyggjandi viðbrögð við þjónustuumhverfinu. Málmhlutir eru viðkvæmir fyrir tæringu og niðurbroti í raka, saltúða, sýru/basa eða há-hitaumhverfi. Hönnunin getur dregið úr tæringarhraða með efnisvali með tæringarþol, yfirborðshúðvörn, bakskautsvörn og frárennslis-/loftræstingarmannvirkjum. Fyrir íhluti sem starfa við lágan eða háan hita verður að meta sveigjanlegt-brotshitastig og há-hitastig efnisins og gera skal forhitun, hæga kælingu eða einangrunarráðstafanir til að tryggja stöðugleika í afköstum.
Framleiðni og hagkvæmni eru líka víddir sem ekki er hægt að hunsa í hönnunarreglum. Sanngjarnt byggingarform ætti að auðvelda klippingu, mótun, tengingu og skoðun efnis og draga úr kostnaðaraukningum af völdum flókinna ferla og mikilla-kröfur um nákvæmni. Með því að uppfylla frammistöðukröfur getur fínstilling á þversniðum-og svæðisskipulagi lágmarkað efnisnotkun og bætt verkfræðilega hagkvæmni. Nútíma hönnun felur oft í sér breytulíkanagerð og fínstillingu endanlegra þátta til að ná ákjósanlegu jafnvægi á milli frammistöðu og kostnaðar við margþættar-takmarkanir. Í stuttu máli eru hönnunarreglur málmhluta alhliða tæknikerfi sem byggir á vélrænni greiningu, samþættingu efniseiginleika, stöðugleikastýringu, tengibyggingu, umhverfisaðlögunarhæfni og framleiðsluhagfræði. Aðeins með því að ná samhæfingu og einingu meðal þessara meginreglna getum við hannað málmíhluti sem eru bæði öruggir og áreiðanlegir, sem og hagkvæmir og skilvirkir, þannig að smíða trausta hagnýta ramma fyrir ýmis verkfræðileg verkefni.