机械工程的可靠性优化设计分析

摘 要：机械工程产品的可靠性是指产品能够真正实现其所宣传产品的功能。随着社会需求的不断扩大，变得越来越重要，因为大多数人对产品提出了更多的需求，同时，产品功能实现的真实性也变得越来越重要。因此，对机械工程的可靠性优化设计就显得十分必要。其中，可靠性优化设计还应遵循相应的原则，即必须在满足时间、资金和相应性能的基础上进行，使产品实现其可靠性。这种技术不仅涉及传统技术的变革，而且与环境等诸多领域有着密不可分的关系。

关键词：机械工程;可靠性;优化设计;分析

一、 我国的机械工程的可靠性优化设计的必要性

（一）社会的需求

随着社会的不断发展和科学技术的进步，越来越多的产品出现在市场上。人们对产品质量也逐渐有了更高的要求。更注重人的素质和外在表现。因此，企业要实现可持续发展，就必须保证机械产品的可靠性，这也是进行机械工程可靠性优化设计的重要原因。

（二）科技的进步，产品复杂性增强

21世纪是科学技术飞速发展的阶段。它给我们带来的好处逐渐开始扩散到生活的方方面面。当然，也包括机械产品的升级换代。一方面，它的升级使产品的功能越来越复杂，另一方面，也意味着机械产品的生产者需要花费更多的精力来实现产品的性能，即可靠性。因此，机械工程可靠性优化设计应运而生。

二、 可靠性设计方法

可靠性优化设计主要采用的方法有鲁棒设计法和降额设计法。

（一）鲁棒设计法

稳健设计方法是日本机械设计师田中玄一首先提出的基于统计分析的稳健设计方法，主要是根据产品不可用给用户带来的损失来评价设计的可靠性。损失是指可用性损失与合格可用性的比率。可用性损失越大，可靠性越差，即产品合格性越差，表明产品质量不合格。因此，减少可用性损失是提高产品质量的关键因素，也是提高产品质量的重点。通过严格审查产品设计、加强生产材料质量检验、优化生产加工工艺、加强产品调试试验等措施，提高产品可靠性。

任何一种机械产品都有不同程度的灵敏度，因为机械产品设计功能的实现受到制造因素、使用环境因素和使用寿命等因素的影响。

（二）降额设计法

跟踪机械产品的应用过程，得到了大量的数据。分析表明，低故障率产品的实际工作压力低于额定工作压力。因此，为了获得最佳的降额方法，有必要在反复实践过程中降低产品和内部零件的平均应力，从而尽可能多地提高零件的强度。这可以提高机械产品的可靠性。降额设计的目的是保证产品各部件的实际应力在额定范围内，进而进一步降低各部件的应力，提高产品质量。

三、 机械工程中可靠性优化设计的应用

（一）产品设计环节

在机械工程产品的设计工程中，最关键的环节是产品的整体装配和零件的装配。机械产品由于其非常精密的系统，需要有足够高的可靠性。机械产品的优化主要包括以下几个方面：首先，要了解和掌握机械制造的全过程，同时要分析各部件的可靠性，進而推断出整个机械工程产品的可靠性，并根据推测结果进行指标设计;其次，为了满足零件间可靠性指标的要求，应将机械产品的整体性能分配到各个零部件上。一般来说，可靠性分布的评分方法有再分配法、比例分配法和等分配法。对于单个零件的设计过程，为了保证零件符合国家标准和规范，需要进行严格的比对和评审，以保证机械工程的整体可靠性。可靠性试验也是十分必要的，尤其是关键部件的可靠性试验。需要对可能出现的问题进行调整，直到达到性能可靠的优化设计要求。

（二）产品制造环节

为了提高产品的整体质量，必须对机械质量控制给予足够的重视。在加工工艺上，要选择更高的技术水平，完善技术规格，才能有效提高机械制造的整体水平。机械产品制造的每一个过程都是非常关键的。可靠性优化设计需要考虑加工材料和设备，在综合考虑的基础上，制定出一套真正有效的优化设计指标。

（三）使用维修阶段

有些机械产品是磨损产品，所有产品都有使用寿命。产品的使用寿命不仅关系到产品本身的设计，也关系到产品以后的使用和维护。如果在机械产品的维修阶段采用正确的维修方法，可以有效地延长设备的使用寿命，这相当于大大提高了资源的利用率。为了做到这一点，我们需要相关人员从实际情况出发，通过自己的思考和逻辑判断，明确产品需要维修的部位和具体的维修方法。经验丰富的维修人员通过优良的维修手段，可以大大提高某些产品的使用寿命。因此，在机械工程维修可靠性优化设计过程中，不仅要控制维修成本，而且要考虑可靠性维修的准确性。这样，一旦产品出现故障，就能迅速发现问题点并及时纠正，从而延长机械产品的使用寿命。

四、 结语

综上所述，近年来，我国机械产品行业不断发展，人们对产品的质量和性能给予了前所未有的重视。但由于我国机械制造业起步较晚，其可靠性设计水平远远低于其他发达国家，加之我国教育造成的可靠性设计人才匮乏，机械企业忽视了自身的可靠性设计研究。这使得我国机械产品的可靠性不能满足市场的需求，于是机械工程可靠性优化设计应运而生，这无疑将对我国机械工业的发展起到巨大的推动作用。

参考文献：

[1]陈静，郝少祥，邵凤翔，等.机械可靠性优化设计的应用[J].中国煤炭，2010，36（10）：76-77，81.

[2]黄康贵.可靠性优化设计在机械工程中的探讨[J].建筑工程技术与设计，2015（19）：369.

[3]赵启焱，罗明生，黄超，等.机械CAD技术在机械可靠性优化设计中的应用前瞻[J].河南科技，2013（14）：105.

作者简介：安凤军，辽宁省丹东市。