在静态结构中，如建筑物的地板，是设计用来支承重量的，可以通过添加适当的分散材料结构件来增加结构的安全系数。虽然这将添加物较重（增加了“死”的重量），但是如果设计得当，地板可能承载比以前更多的“活”的重量（有效载荷）而不会失效。但对一个动态机械来说，增加运动零件的重量（质量）可能会产生相反的效果，即降低机械的安全系数、允许速度或有效承载能力。这是因为产生应力的载荷是来自于零件的惯性力，我们可以用牛顿第二定律，F=ma，来估算它的大小。由于机械运动零件的加速度取决于它的运动学设计和运行速度，增加运动零件的质量会增加这些零件所受的惯性力，否则就要降低它们的运行速度来避免增加惯性力。即使人们可以通过增加质量来增加零件的强度，但是这种增加可能会因惯性力的增加而大打折扣，甚至被抵消。
综上所述，我们在机械设计的初始阶段会面临两难选择。通常，在确定零件尺寸大小之前，机械的运动过程已经确定。外界作用在机械上的载荷被称为外载。请注意在某些情况下，机械上的外载有可能将很难预测，例如，运动的汽车上的外载。当设计者不能准确预测机械所受的外载（如坑洞，硬转弯等）时，从为设计目的而做的实际测试中收集到的对经验数据的统计分析可以提供一些信息。
另外，运动加速度已知，但运动零件质量未知，则产生的惯性力也是有待于确定。这时需要通过迭代获取，即不断重复，或返回到以前的状态。为此，我们需要设计一些试验，利用试验装置的质量特性（如质量、重心位置和转动惯量）进行动态受力分析，以确定作用在零件上的力、力矩和转矩，然后利用试验装置的横截面的几何形状，计算出应力。通常，准确确定机械上所有载荷是设计过程中最困难的事。如果载荷已知，便可以通过计算得到应力。
最可能的是，在第一次试验中，我们会发现，我们的设计材料不能承受当前的应力水平。那么为了实现一个可行的设计，我们必须改变形状，尺寸，材料，制造工艺，或其他因素，重新设计零件（这就是迭代）。通常，没有经过几次迭代设计过程是很难取得成功的。需要注意，一个零件的质量改变还会影响到作用在与它相连的其他零件上的力，从而导致其他零件也需要重新设计。这是就是相关零件的设计。
设计可以令人同时感到有趣和沮丧。一般的设计问题方法并不固定，其中很多内容需要具有创造性，这自然会导致有多个解决方案。就如大家可以看到有很不同品牌和型号的新汽车可供选择。显然它们差别很大，但你肯定会有哪些车好、哪些车差的自己的看法。此外，不同设计，最终的目标也不尽相同。一个四轮驱动车的设计与一个两座位跑车设计的目标会有所不同（尽管其他的车的例子也许包括这两者的特点）。
