機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)原理及其應(yīng)用3000

1、機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)原理及其應(yīng)用摘要：本文主要對(duì)機(jī)械零件町靠性設(shè)計(jì)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)的難點(diǎn)進(jìn)行 研究，通過(guò)探究機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)原理的發(fā)展現(xiàn)狀,來(lái)探索機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)原理現(xiàn)階 段的發(fā)展趨勢(shì)，以研討出有效的機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)方案，保障機(jī)械零件的可靠性，從而促 進(jìn)機(jī)電工程的可持續(xù)發(fā)展，使其獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：機(jī)械零件；可靠性;設(shè)計(jì)原理隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的li新刀界，我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品的種類逐漸增 多，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)性能的要求也口益增高。在新時(shí)期的要求下，機(jī)械工程的發(fā) 展舉步維艱，其工作環(huán)境愈發(fā)艱苦，所設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品無(wú)數(shù)據(jù)的支持，缺乏可靠性設(shè)計(jì)。

2、 正是如此，機(jī)械產(chǎn)站在設(shè)計(jì)過(guò)程中，常常因?yàn)槟硞€(gè)零件的疏忽設(shè)計(jì)，而影響了整各機(jī)械產(chǎn)品 的有效性，帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)而影響。雖然為滿足新時(shí)期對(duì)機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展提出的新要求，在機(jī) 械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理，新的材料，創(chuàng)新設(shè)計(jì)工藝，以使機(jī)械產(chǎn)品的 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，但仍然無(wú)法提高機(jī)械零件的可靠性。因而，加強(qiáng)機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)原理是我 國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展小的重要研究課題。由于機(jī)械零件的設(shè)計(jì)具有其獨(dú)有的特點(diǎn)，在可靠性 的設(shè)計(jì)上具有一定的難度，使得機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)成為我國(guó)機(jī)械工程發(fā)展中有待解決的重 要問(wèn)題。為促進(jìn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的發(fā)展，使其符合現(xiàn)代化的耍求，必須采用合理的、實(shí)用的機(jī) 械零件可靠性設(shè)計(jì)方法。一

3、、機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和難點(diǎn)機(jī)械零件的可靠性設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：機(jī)械產(chǎn)品不具備通用性，每個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的功用不 盡相同，其機(jī)器的組成也隨之不同，在何一個(gè)機(jī)器中都存在著其特有的機(jī)械零件。機(jī)械零件 的對(duì)靠性會(huì)因機(jī)器的功能不同而有所不同，因機(jī)器組成的復(fù)朵性不同而出現(xiàn)差杲；機(jī)械零件 的力合加載方式具有復(fù)雜性，難以實(shí)現(xiàn)載荷譜定性化。在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，很難劃分 接卸結(jié)構(gòu)的載荷分布類型，無(wú)法控制機(jī)械結(jié)構(gòu)的在和最值。機(jī)械零件的實(shí)用性有所不同，其 載荷譜也就存在著區(qū)別,無(wú)法保障應(yīng)力概率分布類型的規(guī)范性。對(duì)此，在機(jī)械零件可靠性設(shè) 計(jì)中，必須具有全而性、更為細(xì)致化；機(jī)械零件的破壞機(jī)制并不是固定的模式，而是貝有多

4、 樣性，會(huì)因?yàn)闄C(jī)械加工情況的不同而有所變化。其對(duì)壞境具有一定的依賴性，會(huì)對(duì)其使用壽 命機(jī)械零件性能的質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。對(duì)此，必須對(duì)機(jī)械零件的可靠性設(shè)計(jì)限定相應(yīng)的規(guī) 范和條件；在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行可靠性測(cè)試時(shí)，具有較人的難度，這是由于機(jī)械零件的樣木容 量不夠大，臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)資源造成了浪費(fèi)，耗費(fèi)了大量的時(shí)間，并且試驗(yàn)結(jié)果不可能直接應(yīng)用 于機(jī)械零件的可靠性設(shè)計(jì)中；機(jī)械零件的制造技術(shù)有待提高，其牛產(chǎn)質(zhì)量缺乏保障，以致于 其町靠性設(shè)計(jì)具有不穩(wěn)定性。機(jī)械零件的口j靠性設(shè)計(jì)具冇以下難點(diǎn)：冇的機(jī)械零件規(guī)格過(guò)大，價(jià)格太貴，而生產(chǎn)的 數(shù)量比較少，有的機(jī)械產(chǎn)品則體積過(guò)于龐人，使用壽命比較長(zhǎng)，用于實(shí)驗(yàn)的難度比較大，使 得

5、同樣的產(chǎn)品很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上的累計(jì)，通常只能在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)獲得數(shù)據(jù)，但乂不夠及時(shí)；機(jī)械 零件的有效性得不到保障，常常導(dǎo)致失效分布，其可靠性的驗(yàn)證方法還不夠成熟，很難獲得 有用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)；機(jī)械零件容易收到損傷，加大了數(shù)據(jù)計(jì)算和分析的難度；機(jī)械零件失去功 效的形式多樣，很難進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，使得機(jī)械零件的町靠性設(shè)計(jì)難度比較大。二、機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)原理在機(jī)械產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)中，存在著許多不確定的因素，而機(jī)械零件可靠性的設(shè)計(jì)離不開(kāi)對(duì) 不確定因素的分析，在過(guò)去，最常用的機(jī)械零件可靠性的設(shè)計(jì)方法便是概率論的應(yīng)用，其在 對(duì)靠性評(píng)估方面有所成效，但隨著時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，概率論的應(yīng)用已無(wú)法 滿足新時(shí)期下人們對(duì)

6、機(jī)械零件町靠性設(shè)計(jì)的探索。其認(rèn)為在機(jī)械零件町靠性的設(shè)計(jì)中，存在 著重要的信息即模糊信息。因而，必須突破傳統(tǒng)的機(jī)械零件可靠性的設(shè)計(jì)方法，創(chuàng)新可靠性 設(shè)計(jì)理論，以使其更符合現(xiàn)代化的要求。機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)原理是基于強(qiáng)度分布t涉理論 而形成的。機(jī)械零件的強(qiáng)度受到多種因素的影響，屬于隨機(jī)變量，而其應(yīng)力也同樣受到各方 而因素的影響，亦屬于隨機(jī)變量。我們對(duì)將這兩種隨機(jī)變量，設(shè)立函數(shù)，將其放在同一坐標(biāo) 系中進(jìn)行研究，分析其相交匯的區(qū)域，即表示機(jī)械零件可能失去功效的區(qū)域，稱z為十涉區(qū)。 通過(guò)對(duì)干涉區(qū)的分析和調(diào)杏，我們可以何效地計(jì)算出機(jī)械零件的失效率以及其可靠度，從而 進(jìn)行科學(xué)的機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)。三、機(jī)械零件

7、可靠性設(shè)計(jì)原理的應(yīng)用（一）機(jī)械零件可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)所謂機(jī)械零件町靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)是棊于機(jī)械零件可靠性而進(jìn)行的設(shè)計(jì)，其冇利于提高運(yùn)行 過(guò)程屮機(jī)械產(chǎn)品的可靠性，能優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)，例如，產(chǎn)品質(zhì)最、產(chǎn)品尺寸、產(chǎn)品 體積和產(chǎn)品安全等。這種可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)，為機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作提供了有效的保證, 使其更符合實(shí)際工作的要求。此種設(shè)計(jì)方法，融合了可靠性分析理論和數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，是一 種綜合性的設(shè)計(jì)方法。其以提高機(jī)械零件可靠性為冃的，對(duì)機(jī)械零件各參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò) 対?rùn)C(jī)械零件指標(biāo)的控制，來(lái)設(shè)定約束條件，從而構(gòu)建機(jī)械零件可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，以 選擇最合適的、最科學(xué)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，來(lái)促進(jìn)機(jī)械零件可靠性的提高

8、。（二）機(jī)械零件可靠性的靈敏度設(shè)計(jì)所謂機(jī)械零件可靠性靈敏度設(shè)計(jì)是基于機(jī)械零件可靠性而進(jìn)行的靈敏度設(shè)計(jì)，其能充分 體現(xiàn)出設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)機(jī)械零件失效所產(chǎn)生的影響，以尋找出對(duì)機(jī)械零件靈験度影響鮫大的變量 因素，并對(duì)其加以分析和改善。可對(duì)變量的變化差異進(jìn)行預(yù)測(cè)，控制其差異對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì) 最和性能帶來(lái)的影響，通過(guò)對(duì)可靠性設(shè)計(jì)屮影響較人參數(shù)的改變，來(lái)促使產(chǎn)品失去對(duì)可控和 不可控因索變差的靈敏度。在進(jìn)行機(jī)械零件可靠性靈敏度設(shè)計(jì)時(shí)，要?jiǎng)?chuàng)建極限狀態(tài)方程，利 用求偏導(dǎo)數(shù)的方法，來(lái)獲得機(jī)械零件可靠性的靈敏度計(jì)算方法，以計(jì)算出機(jī)械零件各個(gè)參數(shù) 的靈敏度，并據(jù)此來(lái)對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，從|佃改變機(jī)械零件中的參數(shù)，提高機(jī)械零件可

9、靠性 設(shè)計(jì)的工作效率。(三) 機(jī)械零件可靠性的穩(wěn)健設(shè)計(jì)所謂機(jī)械零件可靠性的穩(wěn)健設(shè)計(jì)是指基于優(yōu)化設(shè)計(jì)利靈敏度設(shè)計(jì)而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。其能促 使機(jī)械產(chǎn)站不敏感于機(jī)械零件制造期間內(nèi)的環(huán)境變化，能保障機(jī)械產(chǎn)站在其使用吋期內(nèi)正常 工作，即使機(jī)械零件的各個(gè)參數(shù)發(fā)生變化或是其結(jié)構(gòu)改變。在進(jìn)行機(jī)械零件可靠性的穩(wěn)健設(shè) 計(jì)時(shí)，要充分分析靈敏度，以保證機(jī)械零件能在不改變不確定因素的情況下，降低對(duì)產(chǎn)品質(zhì) 最的敏感度，從而促進(jìn)機(jī)械零件生產(chǎn)質(zhì)量的提高，節(jié)約生產(chǎn)成木費(fèi)用。結(jié)束語(yǔ)現(xiàn)階段，機(jī)械零件的可靠性設(shè)計(jì)已成為我國(guó)機(jī)械工程發(fā)展中的重要研究?jī)?nèi)容。可靠性作 為一項(xiàng)重耍的產(chǎn)品動(dòng)態(tài)指標(biāo)，存在于機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，是機(jī)械工程發(fā)展過(guò)程中必 不口j少的因素。對(duì)于機(jī)械工程來(lái)說(shuō)，機(jī)械零件口j靠性設(shè)計(jì)技術(shù)是其必須研究和創(chuàng)新的技術(shù), 為保障機(jī)械零件的可靠性，必須將可靠性設(shè)計(jì)的理論知識(shí)與機(jī)械零件設(shè)計(jì)的工程經(jīng)驗(yàn)相結(jié) 合，從而提高機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)的合理性。當(dāng)機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)的理論知識(shí)越來(lái)越豐富 時(shí)，其在設(shè)計(jì)吋便能有效地避免主觀經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用，以提高可靠性技術(shù)的科學(xué)性，促進(jìn)機(jī)械零 件對(duì)靠性的提高。隨著機(jī)械零件町靠性設(shè)計(jì)原理的研究日趨成熟，其數(shù)據(jù)越來(lái)越完善，機(jī)械 零件町靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)將不斷發(fā)展，其重要性也日趨凸顯，在機(jī)械工程中被廣泛應(yīng)用。 參考文獻(xiàn)：1 邱繼偉，張瑞軍，叢東升等.機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)理論與方法研究j.工程設(shè)計(jì)學(xué)