浅谈机械零部件的动态可靠性灵敏度

李男

摘 要：传统部件的可靠性模型不能很好地反映喇叭的随机负载和强度退化对可靠性的影响，忽略可靠性和失效率使用时间的变化规则。研究机械部件的强度、负载和可靠性的时间变化规则，利用随机过程和顺序统计理论，构建考虑到喇叭的随机载荷和强度劣化的机械部件的动态可靠性功能方程式模型，利用二次矩和摄动方法，构建机械部件的动态可靠性手指求出标签，计算了零件的动态可靠性。基于建立的动态可靠性数学模型，结合可靠性设计理论和灵敏度分析方法，提出动态可靠性灵敏度设计的计算方法，讨论动态可靠性灵敏度设计问题，以交互条为例，提出各参数的动态可靠性灵敏度的变化规则，设计参数的变化对交流杆可靠性的影响进行分析，为机械部件的动态可靠性设计和动态灵敏度设计提供理论依据。

关键词：机械;零部件;动态可靠性;灵敏度

0 前言

机械零件在从生产到使用的漫长过程中，其灵敏度逐渐减弱。一般来说，制造期机械部件的灵敏度相对较高，故障风险相对较高的使用机械部件的灵敏度相对较低，故障风险也相对较低。机械部件的可靠性是指在机械结构指定的时间和条件内完成规定功能的性能。由于机械部件的可靠性灵敏度设计是基于可靠性进行机械部件的灵敏度设计，所以其灵敏度设计也随着时间的推移而变化，是动态灵敏度的问题。可靠性灵敏度分析在可靠性设计的修改、可靠性优化设计、可靠性维护等方面有重要的应用。

1 机械零部件动态可靠性灵敏度分析

灵敏度分析是机械结构动力校正预测的重要手段，并且可以使用在特征值实验中获得的相关信息来计算和分析其他特征值参数与结构的质量、刚性等参数关系。分析机械结构的灵敏度可以为确定各个物理结构参数与整个结构的动态关系提供最佳改进方案。因此，分析机械结构的灵敏度可以说是确保机械结构修正目标的正确性的重要步骤。分析机械结构的可靠性是判断机器使用性能的过程，涉及可靠性、平均寿命、信赖寿命等一系列参数的分析。

结构动力校正预测基于通过分析获得的原始结构的特征值信息，使用特定算法来预测当在计算机上使用软件改变结构参数时结构的动态变化。结构动力修正预测具有重要的现实意义，完美的结构动力修正预测技术可以避免结构设计中“原型-实验-原型”的重复过程，缩短产品的开发周期，降低开发成本。根据结构的修正范围，结构动力修正预测分为整体和局部修正预测。在复杂的机械结构中，参数多，结合关系复杂，对整体结构进行动力修正预测不仅非常困难，而且工作量也很大。相反，基于特征值实验灵敏度分析的局部动力校正预测可以修改局部结构，其主要影响系统的动态性，并且可以实现工作的一半效果。

灵敏度分析可以定量地给出结构每个位置的物理参数对结构动态的影响程度，并指出最佳改进位置。也就是说，灵敏度分析可以更明确结构修改的目标。从机器零件的使用角度来看，机器产品的大部分从可修复设计的角度来说，对零件的要求不仅在技术性能和使用效果方面有出色的效果，而且减少了用户负担的使用费用，在灵敏度动态变化过程中建立了可靠性。必须确定计目标：首先确保使用效果的可靠性，即提高机器系统的使用性能，然后尽量压缩经济费用，减少消耗使用成本。可靠性参数有很多失效率、可靠性、平均寿命、累积故障概率、可靠性寿命、平均故障间隔时间等。在基于灵敏度的可靠性设计中选择哪个参数作为主要设计参数具有极其现实的意义。

2 机械零部件的动态可靠性灵敏度分析发展趋势

2.1 变量不确定性描述和定量化

一般而言，为了分析机械部件结构的可靠性，一般需要重点分析随机变量的函数计算有关内容，从而以确定变量变化情况，从而以确定可靠性的定量分析过程。但是，由于数据的不确定性和大量性加上一定的时间和经费限制，所以很难获得必要的样本数据。在许多可靠分析相关技术分析人员的努力和计算下，最终可以使用的样本信息仍然有限。在当前阶段，诸如凸集描述模型和模糊描述的许多分析模型总是不能有效地解决这个问题。因此，在机械部件结构的可靠性研究中输入的不确定性变量和量化可以说是可靠性分析的重要研究。

2.2 高维小概率可靠性灵敏度分析

当前，在一些低维大概率问题中，计算所需的算法的要求并不那么严格，这主要考虑实际问题，而非理论问题，其存在一定的裕度以处理可能的变动。然而，对于一些高维概率，对算法的要求变得非常高。传统的可靠性分析算法不全面地计算高维小概率的精度和效率，并且在处理相对复杂的隐式极限状态可靠性和可靠性灵敏度分析问题上，即使在随后出现的线性采样子置模型算法中，也具有鲁棒性和鲁棒性。不能满足效率。如何提高可信度分析在高维概率下的准确性也是未来研究的重要方向。

2.3 动态可靠性灵敏度分析方法优化

在机械部件的可靠性分析中，由于经常考虑时间这一不确定的因素，所以很难实现动态可靠性的分析。与其他静态问题相比，动态分析可靠性是一个很大的课题。为了实现机械部件的可靠性設计，需要进一步优化动态可靠性灵敏度分析方法。分析方法如响应面法、一次可靠性等在实现和效率上具有一定的优势，但数据的正确性还有很大的提高空间。如何优化动态可靠性灵敏度分析方法也是重要的。

2.4 可靠性分析结果的验证

分析了机械零件的动态可靠性后，需要验证其分析结果，但现状是，可靠性分析的结果受到了很多疑问和挑战，对可靠性理论的研究产生了很大的影响。可靠性分析结果的验证需要大量的样品信息，这需要在工程中进行大量的样品实验，很难实现工程作业的实际情况。在小样本的实验中，另一方面，在能够抑制风险的情况下，可以估计样本信息中的母体信息，而可以通过创建适合于样本信息的评估方案来实现。

3 结语

可靠性是一个古老而面临新挑战的问题，它涉及系统行为的描述和模拟、系统行为的量化、不确定性的描述、量化和传达。本文着重介绍了结构可靠性和可靠性灵敏度分析的一些经典方法和当前发展的新方法，确定了输入变量与系统行为的关系，研究了输入变量的随机不确定性在已知条件下的不确定性传输问题。机器零件的灵敏度可靠性是研究范围很广的课题，有很多值得深入研究的内容。

参考文献：

[1]周笛.机械系统动态可靠性分析方法及其在采煤机动力传动系统中的应用[D].辽宁：东北大学，2017.

[2]王莉，王新刚.机械零部件的动态可靠性稳健优化设计[J].辽宁石油化工大学学报，2010，30（02）：32-36+41.