关于机械零件可靠性设计理念研究

关于机械零件可靠性设计理念研究关于机械零件可靠性设计理念研究 机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方 法 在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力 或寿命 本文通过结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可 靠性设计理论进行深入分析 阐明了可靠性优化设计 可靠性 灵敏度设计 可靠性稳健设计 可靠性试验 传统设计方法与 可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵 为今后机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法 现在 可靠性设计 又称机械概率设计 是机械零件现代设 计方法之一 目前 该设计方法广泛应用于飞机 汽车等重要产 品以及其它机械产品内重要部件的设计过程中 作为常见的建 材机械 我们在设计挤砖机及其辅助机组的结构 部件 零件时 仍主要使用传统的设计方法 能不能把先进 科学的可靠性设 计方法应用到挤砖机等机械产品的设计中去 本文通过研究可 靠性设计理念 给出上述问题一定的借鉴 机械零件可靠性设计基本理论机械零件可靠性设计基本理论 在实际工程中 人们逐渐认识到 除了随机性以外 在工 程中还存在着另一类重要信息 模糊信息 所以传统的可靠性 方法就是用概率论和模糊理论处理不确定性 但概率可靠性和 模糊可靠性模型都需要用较多的数据去定义参数的概率分布或 隶属函数 且计算量较大 通过研究 建立了结构概率 模糊 非 概率混合可靠性模型 该混合可靠性模型能够综合各单一模型 的优点 最大限度地将已有的信息利用到产品的可靠性分析中 去 并能够更加客观和全面地反映结构的实际安全状况 为分 析和设计决策提供更全面而且更真实的有用信息 可靠性设计 的精确性和先进性是建立在应力 强度 寿命等数据的真实性 精确性基础上的 重视试验数据的收集和分析 建立可靠性数 据库 机械零件可靠性设计理念研究机械零件可靠性设计理念研究 2 1 可靠性优化设计 可靠性优化设计是在可靠性基础上进行优化设计 既能定 量地满足产品在运行中的可靠性 又能使产品的尺寸 成本 质量 体积和安全性等参数得到优化 从而保证结构的预测工 作性能与实际工作性能更符合 该方法将可靠性分析理论与数 学规划方法有机地结合在一起 在对各参数进行可靠性优化设 计时 首先以机械零件的可靠度作为优化的目标函数 使零件 的某些指标 成本 质量 体积或尺寸最小化 再以强度 刚 度 稳定性等设计要求为约束条件建立可靠性优化设计数学模 型 根据模型的规模 性态 复杂程度等因素选择合适的优化 方法 最后求出最优设计变量 2 2 可靠性灵敏度设计 可靠性灵敏度设计是在可靠性基础上进行灵敏度设计 充 分反映各设计参数对机械产品失效影响的不同程度 便于找出 哪些随机变量对机械零件可靠性设计的敏感性影响较大 并对 此参数进行重分析和再设计 通过估计设计变量变差和约束变 差对质量性能指标影响的大小 改变设计参数中影响较大的参 数以使产品对可控因素变差和不可控因素变差的影响失去灵敏 性 可靠性灵敏度设计首先建立极限状态方程 然后对各设计 参数求偏导数 得到可靠性的灵敏度计算公式 进而确定各设 计参数的灵敏度 用灵敏度数值作为再设计时修改设计参数的 依据 从而使得参数修改和再设计工作事半功倍 2 3 可靠性稳健设计 稳健设计能使产品的性能对在制造期间的变异或使用环境 的变异不敏感 并使产品在其寿命周期内 不管其参数 结构 发生漂移或老化的小范围内 都能持续可靠地工作的一种设计 方法 可靠性稳健设计在设计阶段通过灵敏度分析 使产品在 不消除和不减少不确定性因素的情况下 通过设计使不确定性 因素对产品质量影响的敏感程度最小 从而提高产品质量和降 低产品成本 2 4 可靠性试验 可靠性试验是对产品的可靠性进行调研分析和评价的一种 手段 其目的是发现产品在设计 材料和工艺方面的各种缺陷 为改善产品的战备完好性 提高任务成功率 减少维修费用及 保障费用提供信息 确认是否符合可靠性定量要求 我们通过 试验一方面要获取可靠性数据 另一方面要通过产品在试验中 发生的各种故障 找出其原因并进行细致的分析和研究以提高 产品的可靠性 但实际机械零件的设计方案如果有改变 就必 须重新进行一次试验分析 这需要花费很大的人力 物力和财 力 所以在可靠性试验前利用一些高性能的软件进行模拟分析 能减少试验次数 节约时间和研究基金 2 5 传统设计方法与可靠性设计相结合 目前采用概率设计法的概念去完善和改进传统的安全系数 使可靠性和安全系数直接联系 广泛应用现有的各种设计方法 对产品进行设计计算 并与采用可靠性概率设计方法得出的结 果以及实物试验的结果进行比较 从而积累经验 收集和整理 可靠性设计 可靠性是产品的一种动态质量指标 在现代化生产中已经 贯穿在产品的开发 设计 制造 试验 使用及维修保养的各 个环节之中 对于可靠性知识掌握越多 主观经验的运用就会 越少 自然机械结构的设计也就越合理 这正是机械工