机械可靠性设计内涵和递进研究

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1、机械可靠性设计内涵和递进研究【摘要】随着科技的发展，机械产品的设计中越来越多的运用到了高新技术，但在对高新技术运用的同时其产品的可靠性也要有保障，因此这就需要对产品可靠性设计进行分析。产品可靠性设计的基础是建立在故障物理学研究理论基础之上，同时结合了产品可靠性实验对故障系数进行分析，提供实际数据以保证产品质量的方法。本文就针对这一问题，对机械可靠性设计的内涵与递进进行了分析。【关键词】机械；可靠性设计；内涵；递进1.可靠性设计内涵现代化机械生产经验告我我们，在进行机械的设计、制造以及使用这三个过程当中，机械的设计直接决定了其产品的可靠性水平。可靠性试验

2、的数据是机械产品可靠性设计的基础，但是试验并不能提高机械的可靠性，只能将其得到的数据进行分析，找出产品的不足，对其进行改善设计才能提高产品的固有可靠性。机械产品和可靠性的关系机械振动将会严重影响到其机械产品的结构质量与系统的工作精度以及使用寿命等，研究机械动态可靠性可以有效的实现大型复杂设备机械的安全可靠运转功能，因此紧密联系到国家重大战略需求是进行机械动态可靠性研究的关键。传统常用的动态可靠性设计理论并不能有效的对系统结构的力学性质进行充分的考虑，为了弥补这样的不足就需要进行动态可靠性的研究。动态可靠性的研究所强调的事实主要有三点：一是机械结构系统的

3、演变过程是动态行为的结果；二是机械损伤会直接影响到结构系统的动力学特性；三是动力学行为必然会影响机械结构系统的可靠性以及失效率。从以上强调的事实中可以看出：如果在进行机械可靠性设计时，没有考虑到动态特性，将很难准确有效的得到产品的失效率以及可靠性信息。当然，机械动态的渐变可靠性理论是传统可靠性理论的升华过程，是充分将机械动力学和机械可靠性有机的结合在一起，对机械动态可靠性进行充分研究的方法，这种方法摆脱了传统方法用的固定、静止的观点进行设计的陈旧框架局面，使得设计的工作更加深入，准确，更能符合当前机械产品的实际情况，以便满足社会对机械产品质量日益提高的

4、需求。1.机械可靠性的递进分析2.1可靠性设计的优化机械可靠性优化设计一般包含三方面的优化，即是质量优化、成本优化以及可靠度优化。把产品的总体可靠度作为性能约束的优化，将会产生与产品合理安全性相互协调的平衡设计，也就是在给予固定的产品结构、产品质量或者是产品成本的条件下，使产品拥有最大的可靠性。在近几十年来的机械设计研究领域当中，正在逐步出现不少现代化设计方案以及相应的科学技术，其可靠性设计优化在理论基础和运用基础上都达到了一定的水平。但是如果单方面的进行产品可靠性的设计，还是优化设计，都是不可能将其巨大的潜力完全发挥出来的，这是因为可靠性设计并不等同

5、于优化设计，而优化设计也不一定就包含了可靠性设计，两者之间都没有一个绝对的相互关联性。另外，由于机械产品十分复杂，具有众多的设计参数，想要对这些参数同时进行确定设计，光靠可靠性设计是显然不可能的，所以同时还要进行可靠性的优化设计，在既保证机械产品具有相应的可靠性要求的同时还保证了机械的最佳工作性能，一举两得，只有这样才能发挥出可靠性设计与优化设计的巨大潜力，才能在保证机械产品的经济效益的同时又保证其使用过程中的安全可靠。2.2可靠性灵敏度的设计在进行机械产品的优化设计、系统模型修改、系统结构参数的识别以及对机械可靠性的估计变化趋势中，灵敏度的分析已经成

6、为了不可或缺的设计工具。在进行实际工程的设计方案时，一般都需要进行相应的测试试验分析，如果方案有所变动，那么就需要重新进行一次，这样将极大的消耗人力以及财力。机械结构系统相对于复杂的产品其物理参数和几何参数是很多的，对这些机械产品的特性参数进行灵敏度研究设计，估算出参数的变化效果，分析出产品参数的变量，可以有效的优化产品的性能，延长其使用寿命，降低工作的成本，增加经济效益，所以灵敏度分析是机械产品优化设计的基础。灵敏度分析最初在进行对机械控制系统的参数变化效果估计中取得了良好的效果，得到了各界的肯定，而现在的灵敏度分析已经在生理学、物理学、动力学等多领

7、域中得到了广泛应用。为了实现最佳的机械产品设计，充分发挥出设计者的经验和能力，实现有效的人机交互辅助控制灵敏度设计是具有极大现实意义的。2.3可靠性稳健设计机械产品的总体质量一般可以分为用户质量和技术质量。用户质量是指用户在实际使用过程中感受到、接触到的产品优劣的质量特性；技术质量主要是指机械产品在优良的设计以及制造质量下达到的最理想的工作稳健性。稳健设计作为一种成本较低质量较高的设计方法，不仅可以提高产品的实际质量，还可以降低产品的生产成本。机械产品稳健设计的有效实用途径是通过极小化灵敏度来实现的，其主要过程是在设计阶段通过进行产品的灵敏度分析，控制

8、产品的质量对不确定因素的敏感度最小，迗到产品具有较高稳健性的目的。其产品的可靠性稳健设计是在可