鐘山

陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，陜西漢中，723102

機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與遞進(jìn)關(guān)系探討

鐘山

陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，陜西漢中，723102

對(duì)于機(jī)械可靠性的設(shè)計(jì)，需要建立在故障物理學(xué)的基礎(chǔ)研究上，配合可靠性的試驗(yàn)流程進(jìn)行整合分析，給予數(shù)學(xué)力學(xué)模型提供參考依據(jù)，從而提高產(chǎn)品的可靠性。由于很多的機(jī)械產(chǎn)品都對(duì)可靠性提出了更高的要求，這就使得機(jī)械的復(fù)雜性不斷的提高，因此重視機(jī)械產(chǎn)品的可靠性是十分重要的。本文從實(shí)際出發(fā)，針對(duì)機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

機(jī)械可靠性；機(jī)械設(shè)計(jì)；內(nèi)涵與遞進(jìn)

如今，隨著時(shí)代的進(jìn)步以及科技的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異，這也對(duì)產(chǎn)品提出了更高的要求，而在工程科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中，可靠性也得到了更多的重視。就機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠程度來講，與機(jī)械的設(shè)計(jì)有著十分密切的作用，因此在機(jī)械的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，就應(yīng)該充分考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性。目前，我國機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平與西方國家相比，還比較低端，要實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)的健康發(fā)展，在國際競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中取得優(yōu)勢(shì)，就需要重視機(jī)械可靠性技術(shù)的研發(fā)。此外，世貿(mào)組織推行的機(jī)械產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證制度也提出了更高的要求，這都表示著研究機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性是非常重要的。

1 機(jī)械可靠性概述及發(fā)展現(xiàn)狀

所謂的可靠性，就是產(chǎn)品在特定的工作條件下，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的重復(fù)性能力。上個(gè)世紀(jì)二十年代，世界上開始了對(duì)于可靠性技術(shù)的研究，而上個(gè)世紀(jì)四十年代，可靠性的研究才真正的運(yùn)用到結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)當(dāng)中。一般來講，可靠性技術(shù)依賴于概率統(tǒng)計(jì)等理論，通過結(jié)構(gòu)分析技術(shù)，來達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的估計(jì)。通過實(shí)際的研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性與機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有著十分密切的聯(lián)系。因此，為了保證接卸結(jié)構(gòu)的可靠，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，可靠性是十分重要的?；谶@樣的要求，可靠性分析得到了很快的發(fā)展。

如今，我國對(duì)于機(jī)械可靠性的研究已經(jīng)取得了一定的成果。這一類的研究活動(dòng)及中國在專業(yè)研究機(jī)構(gòu)當(dāng)中，已經(jīng)有很多研究人員參與到了實(shí)際的研究當(dāng)中。經(jīng)過實(shí)際的研究，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了一些專業(yè)的學(xué)術(shù)報(bào)告。但與國際水平相比，我國仍然水平較低。如今，我國對(duì)于機(jī)械可靠性的研究仍處于起步階段，我國也并沒有建立可靠的管理體系，設(shè)計(jì)技術(shù)亦沒有得到推廣使用。之所以會(huì)出現(xiàn)這些問題，一方面是由于我國對(duì)于機(jī)械可靠性并沒有足夠的研究，另一方面也與設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平、企業(yè)創(chuàng)新能力的缺乏有著很大的關(guān)系，并且，在一定程度上影響了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的常用方法

2.1 概率設(shè)計(jì)方法

所謂的概率設(shè)計(jì)法，是一種設(shè)計(jì)機(jī)械構(gòu)建的方法，在概率設(shè)計(jì)法當(dāng)中，需要將設(shè)計(jì)理論作為指導(dǎo)。首先，應(yīng)對(duì)原料的強(qiáng)度等進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)，然后應(yīng)用模型進(jìn)行計(jì)算，最后在模型的幫助下，取得零件的尺寸、壽命等。概率設(shè)計(jì)法的核心，是在模型的幫助下，保證零件能夠達(dá)到可靠性指標(biāo)。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)法相比，概率設(shè)計(jì)法能夠更好的保證產(chǎn)品的可靠性，并能夠有效的滿足可靠性的要求，這是由于概率設(shè)計(jì)發(fā)能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品的強(qiáng)度來達(dá)成目的，并承認(rèn)設(shè)計(jì)的零件存在一定的障礙。

2.2 穩(wěn)健性設(shè)計(jì)法

穩(wěn)健性設(shè)計(jì)法將統(tǒng)計(jì)分析為基礎(chǔ)，目的是為了延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用時(shí)長(zhǎng)，這就需要在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，對(duì)外部環(huán)境等各種因素的變化產(chǎn)生的問題進(jìn)行解決。穩(wěn)健性設(shè)計(jì)法能夠有效的衡量產(chǎn)品的可靠性，其效用是通過分析產(chǎn)品損失的大小來達(dá)成的。在這里提到的損失，就是產(chǎn)品實(shí)際與預(yù)期的偏差，偏差越大，損失也就越大，反之，偏差越小，損失也就越小。一般來講，越大的偏差，也在一定成都上反應(yīng)了產(chǎn)品質(zhì)量越差，這就需要在生產(chǎn)過程當(dāng)中進(jìn)行控制，從而提升產(chǎn)品質(zhì)量。但是，穩(wěn)健性設(shè)計(jì)法缺陷較為明顯，這是由于技術(shù)層面上穩(wěn)健性設(shè)計(jì)法難以實(shí)施，因此穩(wěn)健性設(shè)計(jì)法的經(jīng)濟(jì)效用較低。從一定的角度來講，穩(wěn)健性設(shè)計(jì)法改良與整合了多種設(shè)計(jì)法，而提高產(chǎn)品的穩(wěn)健性，能夠有效的保證產(chǎn)品的可靠性。

3 可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)離不開設(shè)計(jì)，而機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)制造當(dāng)中非常重要的一個(gè)組成部分。如今，隨著時(shí)代的發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步，知識(shí)、技術(shù)轉(zhuǎn)化日益迅速，各種新型的工藝應(yīng)運(yùn)而生，各種機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，顧客對(duì)于產(chǎn)品的考慮，更多的為性能、售后、質(zhì)量等。因此，市場(chǎng)對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求，如果不提升產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品的生產(chǎn)就難以滿足市場(chǎng)需求，此外，設(shè)計(jì)的完善程度會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，并降低產(chǎn)品的成本可以說是企業(yè)經(jīng)營過程當(dāng)中十分重要的組成部分。想要促進(jìn)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，就需要深入研究可靠性技術(shù)，提高設(shè)計(jì)的效率。而數(shù)學(xué)規(guī)劃為優(yōu)化可靠性提供了支撐，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)正是由于規(guī)劃理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，將優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效的整合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中各種問題的解決。

4 對(duì)機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)流程的分析

現(xiàn)如今，可靠性已經(jīng)成為了產(chǎn)品質(zhì)量的中的驗(yàn)證指標(biāo)之一，工程界對(duì)其進(jìn)行了高度的關(guān)注。不管是現(xiàn)代生產(chǎn)當(dāng)中，還是在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可靠性的重要性是很高的。在生產(chǎn)過程當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，應(yīng)考慮多種因素?？煽啃詫?duì)產(chǎn)品的每一個(gè)環(huán)節(jié)都有著重要的作用，因此，應(yīng)控制計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，用來緩解設(shè)計(jì)活動(dòng)的不足，這能有效的減少資金的投入，并保障制備結(jié)果的穩(wěn)固。就目前來講，對(duì)于可靠性的分析一般有模型規(guī)劃和物理力學(xué)兩種方法，模型規(guī)劃能夠通過對(duì)結(jié)構(gòu)制備結(jié)果的整合，轉(zhuǎn)化為模型框架，根據(jù)演練中的不足從而進(jìn)行改善。

4.1 可靠調(diào)整改造

不管是什么產(chǎn)品，其技術(shù)支持方案都需要管控。一般來講，管控周期包含從制定的開始知道結(jié)束，并搭配高科技設(shè)備。就目前來講，隨著時(shí)代的發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步，新科技項(xiàng)目不斷開發(fā)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的更新過程越來越快，然而，為了提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，保障企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展，需要對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，這就需要技術(shù)人員把握細(xì)節(jié)，延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命，以此實(shí)現(xiàn)利益的最大化。

4.2 可靠性適應(yīng)作用補(bǔ)充

制備結(jié)果效用控制落應(yīng)加強(qiáng)對(duì)靈敏度的分析。復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)合參數(shù)較多，因此，設(shè)計(jì)修改流程的目的是為了了解參數(shù)對(duì)性能造成的效果，產(chǎn)品的特性的不同，也會(huì)對(duì)參數(shù)的敏感反應(yīng)出不同的效果。

4.3 可靠性穩(wěn)健度設(shè)計(jì)

產(chǎn)品質(zhì)量能夠有效的保障企業(yè)的收益，不管是什么形式的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，都能按照質(zhì)量來分為用戶質(zhì)量以及技術(shù)質(zhì)量?jī)蓚€(gè)類別。一般來講，用戶質(zhì)量應(yīng)根據(jù)用戶的感受來進(jìn)行判斷；而技術(shù)質(zhì)量則需要在產(chǎn)品完成制造后，在使用過程當(dāng)中發(fā)揮其效用。要在降低成本的同時(shí)完成高質(zhì)量的產(chǎn)品，就需要在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路當(dāng)中加入穩(wěn)定性的思想，也就是通過全面分析產(chǎn)品的性能、成本等，結(jié)合使用條件，設(shè)計(jì)出一套科學(xué)的、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)產(chǎn)品的可靠性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的效益。

5 結(jié)語

目前，隨著時(shí)代的進(jìn)步以及科技的不斷發(fā)展，可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)受到了越來越多的重視，同樣，在我國的機(jī)械工程學(xué)科當(dāng)中，可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)也成為了十分重要的一個(gè)組成部分。對(duì)于可靠性技術(shù)的研究，能夠更好的建立產(chǎn)品的安全容縣，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)的性能與實(shí)際生產(chǎn)出來的工作性能更加符合，保證更高的經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國在機(jī)械可靠性方面得到了不錯(cuò)的效果，但與國外相比，我國的可靠性設(shè)計(jì)研究仍然處于起步階段。應(yīng)用可靠性設(shè)計(jì)，能夠有效的節(jié)約成本，提高設(shè)計(jì)水平。

[1]張義民,張旭方,楊周,等.多失效模式機(jī)械零部件可靠性靈敏度設(shè)計(jì)[J].機(jī)械強(qiáng)度.2009(06):926-931.

[2]金雅娟,張義民,張艷林.基于鞍點(diǎn)逼近的機(jī)械零部件可靠性及其靈敏度分析[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào).2009(12):102-107.

[3]張艷林,張義民,金雅娟.任意分布參數(shù)疲勞裂紋擴(kuò)展壽命的可靠性分析[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào).2009(03):604-607.

鐘山/1987年生/男/陜西漢中人/本科/助理工程師/研究方向?yàn)樵O(shè)備管理、精益管理 所學(xué)專業(yè)工業(yè)設(shè)計(jì)