劉津梁

摘要：在世界范圍內(nèi)，我國的機(jī)械制造水平雖然與強國之間存在著一定的差距，不過隨著相關(guān)領(lǐng)域和發(fā)展和技藝的提升，這種差距被逐漸縮小。本文主要圍繞機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估的發(fā)展展開，并從更深層次對其進(jìn)行研究，以期對我國機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展提供參考意見。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備;運行;評估;發(fā)展

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會的不斷進(jìn)步，我國的機(jī)械設(shè)備制造也進(jìn)入了一個嶄新的發(fā)展階段，并在該領(lǐng)域取得了一些較為矚目的科研成果，但是由于我國的實際情況，導(dǎo)致我國在機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域的起步較晚，機(jī)械設(shè)備的可靠性和國外相比仍存在一定的差距，所以這就需要機(jī)械設(shè)計部門加強機(jī)械設(shè)備運行的可靠性評估，全面提升機(jī)械設(shè)備的設(shè)計可靠性、制造可靠性以及運行可靠性。

一、機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估的意義及現(xiàn)狀

我國在上世紀(jì)80年代制定出機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且各大高等院校也投入大量的人力物力，投入到機(jī)械設(shè)備評估的研究和部署當(dāng)中，而一些國內(nèi)的工業(yè)部門更是將其評估放在首要位置，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，雖然我國的工業(yè)部門對其仍是十分重視，然而各大高校在可靠性評估研究方面的學(xué)術(shù)成果仍是強差人意，現(xiàn)在的評價狀況不容樂觀，此發(fā)展趨勢之下，機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估研究亟待找出新的發(fā)展方向。

國內(nèi)對于機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估的研究起步較晚，最早的記錄還局限于一些期刊對機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估結(jié)果，但是國內(nèi)部分專業(yè)充分意識到了可靠性評估的重要性，迅速針對機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估進(jìn)行全面研究，從定義評估規(guī)范流程，到制定工作綱領(lǐng)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并開展全國性的機(jī)械可靠性評估有關(guān)的學(xué)術(shù)探討，且還包括了動態(tài)建模和故障分析等專業(yè)性較強的課題研究和學(xué)術(shù)成果分享，這對于我國機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估有著重大意義。

二、機(jī)械設(shè)備可靠性評價存在的問題

設(shè)備是失效分布只是一種有限假設(shè)，即使在大樣本數(shù)據(jù)之下，仍然難以評估其失效分布。對于某臺機(jī)械設(shè)備運行的小樣本特性進(jìn)行可靠性評估，再度加大了失效分布參數(shù)評估的難度。

對于正在運行的機(jī)械設(shè)備，評估人員的關(guān)注點在于其運行過程當(dāng)中的可靠性，然而設(shè)備的運行條件和運行環(huán)境都在不斷變化，傳統(tǒng)的可靠性評價根本很難實現(xiàn)對機(jī)械運行當(dāng)中的可靠性評價，即難以實現(xiàn)在線評估。

機(jī)械設(shè)備由于自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，各個零件之間存在相互運動和耦合作用，這也就意味著各個零件的失效分布規(guī)律不盡相同，基于概率的可靠性數(shù)學(xué)模型只是在事后盡相失效分布規(guī)律的統(tǒng)計，對于機(jī)械設(shè)備運行中或者零件部位失效前的變化情況難以預(yù)估。

三、機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估的基本思路和評估方法

小到人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中使用的空調(diào)、洗衣機(jī)，大到代表科技頂端的航空產(chǎn)品，都需要對其進(jìn)行機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估，以此來將其作為其能夠正常投入使用的依據(jù)。不管是國有企業(yè)還是一些工業(yè)企業(yè)，都將機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估作為市場核心的主要保障，由此可見可靠性評估的重要性?？煽啃允且婚T具備基礎(chǔ)理論支持的學(xué)科，其涉及范圍不僅包括數(shù)學(xué)和物理學(xué)，還涉及到統(tǒng)計學(xué)、失效性物理學(xué)和機(jī)械設(shè)備設(shè)計方法學(xué)等新型的交叉性學(xué)科，才外，機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估和機(jī)械的運行環(huán)境也有著千絲萬縷的關(guān)系，需要對其進(jìn)行全方位綜合考量。最后，機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估是一項工作周期長、損耗資源巨大的工作，需要專業(yè)團(tuán)隊甚至幾個部門通力合作才能完成，這也就意味著再進(jìn)行可靠性評估時，要結(jié)合多種專業(yè)型人才，進(jìn)行精確、全方位的評估。

應(yīng)力強度干涉理論是進(jìn)行機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估最常使用的理論之一，如果應(yīng)力和強度都是隨機(jī)的，那么機(jī)械設(shè)備要想達(dá)到可靠的標(biāo)準(zhǔn)，就需要滿足一定條件，這里的可靠標(biāo)準(zhǔn)即為產(chǎn)品可靠度。機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估的方式涉及到眾多學(xué)科理論知識，比如對于隨機(jī)變量X函數(shù)在較為復(fù)雜的情況下可以利用泰勒級數(shù)進(jìn)行近似值求解，這就需要用到一維隨機(jī)變量函數(shù)或者多個隨機(jī)變量進(jìn)行可靠程度的計算，在計算過程中要注意影響應(yīng)力的基本隨機(jī)因素和影響強度的隨機(jī)因素。應(yīng)力、溫度、電流都作為機(jī)械設(shè)備運行失效的原因，而強度則是機(jī)械運行阻止失效的重要階段，此外還包括額定電流以及極限應(yīng)力，如果需要遵從某種分度，則需要計算概率密度函數(shù)以及失效概率，比如兩個是獨立的隨機(jī)變量，那么它們同時發(fā)生的概率就是各自發(fā)生概率的乘積。

機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估當(dāng)中最難以計算的當(dāng)屬疲勞強度，比如當(dāng)靜應(yīng)力作用下的結(jié)構(gòu)強度工作應(yīng)力超出極限時，其機(jī)械結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)破壞，嚴(yán)重的還會出現(xiàn)明顯的塑性變形，當(dāng)機(jī)械結(jié)構(gòu)受到復(fù)合應(yīng)力的作用時，則需要根據(jù)某種強度理論去判斷機(jī)械的可靠性。然而在交變應(yīng)力的作用下，其結(jié)構(gòu)強度就不能依靠簡單的數(shù)據(jù)或者理論進(jìn)行判斷了，需要用相應(yīng)的疲勞理論做出全面的分析。

四、總結(jié)

要機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估并不是短時間可以實現(xiàn)的事情，需要經(jīng)過長期的、全面的綜合性評估。當(dāng)下國內(nèi)的許多專家和學(xué)者都在進(jìn)行機(jī)械設(shè)的安全運行可靠性研究，但是由于機(jī)械可靠性評估涉及到眾多學(xué)科和領(lǐng)域，知識結(jié)構(gòu)也相當(dāng)復(fù)雜，甚至還涉及到一些一級學(xué)科和二級學(xué)科的交叉內(nèi)容，這就意味著機(jī)械設(shè)備運行可靠性評估沒有尚未形成一套完整、系統(tǒng)的理論體系，還需要專業(yè)人員不斷探究。

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江漢大學(xué)智能制造學(xué)院 430056