浅谈机械可靠性设计的内涵与递进

袁攀

摘 要：机械产品的可靠性设计在现代化机械 系统应用中占据着重要位置，并且随着科技不断地往前发展，机械的可靠性设计越来越受到人们的关注。本文就机械可靠性设计的内涵、特点等进行相关探讨，将传统机械可靠性设计思路与现代思维方法相结合，对递进而来的现代机械可靠性设计进行简述。

关键词：机械可靠性；机械设计

随着社会科技不断的发展，每天都在发日新月异的变化，因此人们对于产品的质量要求就越来越高，因此在产占占设计过程中，只有对其可靠性不断的增强，才会使得其在激烈的竞争过程中能够取得长足的发展与竞争力。所以，在产品生产过程中必须要对可靠性设计加以足够的重视起来。

一、机械可靠性概述及发展现状

何为可靠性？可靠性实际上指的是产品在特定的环境条件和工作条件下，在规定的任务时间范围内能够完成规 定功能的连续性和重复性的能力。20世纪20年代，对于可靠性技术的研究就已经开始，到20世纪4O年代，才应用于结构工程设计之中。可靠性技术要依赖于概率统计和随机过程理论，通过结构分析技术，来达到对结构系统可靠度的进行估计。通过研究和生产实践，国内外一致认为，机械结构的设计是保证其可靠性的决定性因素，而制造安装 和管理是重要支撑。因而，为了保证机械结构的安全可靠，提升工业的发展水平，并进而优化产业内结构，在机械结构的设计过程中，对于概率设计理论的研究，可靠性技术的应用就显得十分重要。正是基于这样的需求，可靠性分析与设计方法得到了快速发展。

对于机械可靠性技术的研究，我国目前已经取得了一 定的成果。此类研究活动主要集中在高校和专业性的研究机构，有很多科技工程领域的研究人员参与到研究之中，并由不少的设计人员从事着实际设计实践活动。经过研究工作者的辛勤耕耘，已经出现了颇具价值的专业著作、学术报告、教学教材。然而，相比较国际先进水平，在这方面依然存在巨大的差距。我国关于可靠性各方各面的研究和实践还处于初级起步阶段，水平还亟待提高。从机械可靠性技术研究方面而言，尚处于探索初期；从管理体系而言，在我国的企业中还没有建立起可靠性管理体系；从设计方面而言，设计技术没有得到推广使用。造成这些问题的原因是多方面的，主要有可靠性理论的研究时间短，且没有得到广泛传播；设计人员对于设计方法的理解和掌握水平较低；企业缺乏自主创新能力，忽视对 自主研发能力的投入，从而造成我国虽然是一个机械制造大国，但是由于缺乏可靠性核心技术，而不能跻身制造强国，进而对我国的经济发展状况产生影响。

二、关于机械可靠性的特点和基本理论分析

一般来说，机械可靠性设计具有这样的几个特点：

2.1种类繁多的机械产品的可靠性要求不一用途不同，机械产品的种类也跟着有很多不同，各不相同的还有其组成结构及运行原理，有的机械产品需要 的零件也比较特殊。当使用条件、零件 以及机械结构等都不同时，肯定会存在不同的可靠性设计要求，其适用的理论或计算方式也不相同。

2.2复杂的使用条件使得基本荷载的确定比较困难在很多情况下，当工况发生变化时，处于工作状态中的机械产品的各个系统、零件所承受的荷载类型和大小也会跟着发生变化，因此必须经过长期的反复的实验，才能够对荷载谱进行确定。但是在实际操作过程中，荷载变化实验不可能长期在每个系统或零件中加以实施，因此在确定机械产品的荷载谱方面，确实存在一定的难度，对进一步的可靠性设计有严重影响。

2.3可靠性设计比较容易受到外部因素影响

设计因素、使用环境、产品的制造过程以及制造工艺水准等都对机械产品的可靠性设计有很大影响，对于这些不确定的外部因素，可靠性设计都需要将其影响充分考虑在内。

三、对于现代可靠性设计的使用方法来进行相关的分析

因为社会的不断进步，科技也在日新月异的发展着，很多新的理论知识。新的材料及工艺都在不断的出现，所以我们在进行机械产品设计的过程中，都对此加以使用，使得机械产品在更新过程中，所体现的速度也越来越快乐，使用那些先进的计算机技术来进行辅助，或者使用一些数学方面的理论，使得很多的现代机械可靠性设计方法被研究出来了，给在机械设计过程中对问题的解决提供了许多的帮助。对于灵敏度的可靠性设计方法来使，还可以通过递进来得到基于稳健性的可靠性的设计方法，这种方法使得灵敏度得到技校化。在以前很多的设计过程中，一旦设计方案被改动之后，就需要很多的时间与投入来进行重新设计，但是使用这种稳健性的可靠性设计方法，使得原有出现的这些状况可以得到有效的避免，从而帮助可靠性设计得到顺利的进行下去。

3.1在灵敏度的基础上来进行可靠性的设计

在现代的机械产品的可靠性设计的过程中，经常会使用要灵敏度分析及重分析来进行分析， 这是在可靠性设计过程中的一种比较常用的方法。这种灵敏度的分析方法是对于机械产品所具有的特性及在设计过程 中的参数的敏感度进行分析。在对那些具有复杂性的机械产品进行设计过程中，需要对其所存在的参数都要进行考虑进来。在对这些参数进行了解的基础上，若是要对方案加以修改的话，那么对于这些产生在修改过程会对产品造成怎样的影响，这些都是设计人员在设计过程中所要解决的。在对其灵敏度进行分析的时候，要是一种因素对产 品的效应有着很大程度的影响，那么就需要对其进行严格的控制起来，使得产品的安全性得到保证。若是这种因素的存在，对于产品的可靠性的影响并不是很大的话，那么就需要对其来进行确定量的处理，使得在分析过程中存在的难度得到有效的降低。像对于这种可靠性的设计来说，对机械可靠性的设计效果及其准确性的提高都有着很大的帮助，使得产品的性能可以得到相应的优化，帮助产 品的使用寿命得到提高。

3.2在稳健性的基础上来对可靠性设计方法加以探究

对于灵敏度的可靠性设计方法来使，还可以通过递进来得到基于稳健性的可靠性的设计方法，这种方法使得灵敏度得到技校化。在以前很多的设计过程中，一旦设计方案被改动之后，就需要很多的时间与投入来进行重新设计，但是使用这种稳健性的可靠性设计方法，使得原有出现的这些状况可以得到有效的避免，从而帮助可靠性设计得到顺利的进行下去。

四、结语

在当今时代 ，要想取得机械工业的快速发展，深入研究设计的可靠性技术，改善设计方法，提高设计的效率和效果势在必行。而数学规划和计算机技术为优化可靠性设计提供了有力的支撑。机械优化设计正是由于数学规划理论与方法和计算机技术的发展和应用应运而生的，依托计算机提供的优化设计理论和方法，能够有效地解决各种复杂的问题，从而获得长足发展。endprint