可靠性設(shè)計(jì)心得

可靠性設(shè)計(jì)心得

下面是小編為大家整理的牢靠性設(shè)計(jì)心得,供大家參考。

牢靠性設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)心得

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，對(duì)產(chǎn)品的要求不斷提高，不僅要具有好的性能，更要具有高的牢靠性水平。接受牢靠性設(shè)計(jì)彌補(bǔ)了常規(guī)設(shè)計(jì)的缺乏，使得設(shè)計(jì)方案更加貼近生產(chǎn)實(shí)際。所謂牢靠性是指“產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的使用條件下，完成規(guī)定功能的力氣或性質(zhì)”。牢靠性的概率度量稱為牢靠度。牢靠性工程的誕生已近半個(gè)世紀(jì)的歷史,以電子產(chǎn)品牢靠性設(shè)計(jì)為先導(dǎo)的牢靠性工程迄今進(jìn)展得比擬成熟,已形成一門獨(dú)立的學(xué)科。相比之下,機(jī)械產(chǎn)品的牢靠性設(shè)計(jì)與爭(zhēng)論則起步較晚。所謂機(jī)械牢靠性，是指機(jī)械產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件下、規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的力氣。由于工程材料特性的離散性以及測(cè)量、加工、制造和安裝誤差等因素的影響，使機(jī)械產(chǎn)品的系統(tǒng)參數(shù)具有固有的不確定性，因此考慮這種固有隨機(jī)性的牢靠性設(shè)計(jì)技術(shù)至關(guān)重要。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的奉獻(xiàn)率可達(dá)70%～80%，可見(jiàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備了產(chǎn)品的固有質(zhì)量特性(如：功能、性能、壽命、平安性和牢靠性等)，賜予了產(chǎn)品“先天優(yōu)劣”的本質(zhì)特性。上世紀(jì)60年月,對(duì)機(jī)械牢靠性問(wèn)題引起了廣泛的重視并開(kāi)頭對(duì)其進(jìn)展了系統(tǒng)爭(zhēng)論。雖然國(guó)內(nèi)外都投入了爭(zhēng)論力氣,取得了確定的進(jìn)展，但終因機(jī)械產(chǎn)品牢靠性涉及的領(lǐng)域太多、牢靠性爭(zhēng)論的范圍大、根底性數(shù)據(jù)缺乏等緣由，機(jī)械牢靠性設(shè)計(jì)在工程實(shí)際中應(yīng)用得并不廣泛。本文簡(jiǎn)要介紹了牢靠性技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要介紹了一些在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用的較為成熟的牢靠性技術(shù)和牢靠性設(shè)計(jì)方法，并且結(jié)合當(dāng)今牢靠性工程學(xué)科的進(jìn)展，指出了牢靠性技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域中的進(jìn)展和趨勢(shì)。

常規(guī)設(shè)計(jì)中，閱歷性的成分較多，如基于平安系數(shù)的設(shè)計(jì)。

常規(guī)設(shè)計(jì)可通過(guò)下式表達(dá)：

SElFflim][...),,,(計(jì)算中，F(xiàn)、l、E、、slim等各物理量均視為確定性變量，平安系數(shù)則是一個(gè)閱歷性很強(qiáng)的系數(shù)。

上式給出的結(jié)論是：若s[s]則平安；反之則擔(dān)憂全。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)，上述觀點(diǎn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)。首先，設(shè)計(jì)中的許多物理量明是隨機(jī)變量；基

于前一個(gè)觀點(diǎn)，當(dāng)s[s]時(shí)，未必確定平安，可能因隨機(jī)數(shù)的存在而仍有擔(dān)憂全的可能性。

在常規(guī)設(shè)計(jì)中，代入的變量是隨機(jī)變量的一個(gè)樣本值或統(tǒng)計(jì)量，如均值。按概率的觀點(diǎn)，當(dāng)=[]時(shí)，s[s]的概率為50%，即牢靠度為50%，或失效的概率為50%，這是很擔(dān)憂全的。

明顯有必要在設(shè)計(jì)之中引入概率的觀點(diǎn)，這就是概率設(shè)計(jì)，也是牢靠性設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。概率設(shè)計(jì)就是要在原常規(guī)設(shè)計(jì)的計(jì)算中引入隨機(jī)變量和概率運(yùn)算，并給出滿足強(qiáng)度條件（平安）的概率─牢靠度。機(jī)械牢靠性設(shè)計(jì)是常規(guī)設(shè)計(jì)方法的進(jìn)一步進(jìn)展和深化，它更為科學(xué)地計(jì)及了各設(shè)計(jì)變量之間的關(guān)系，是高等機(jī)械設(shè)計(jì)重要的內(nèi)容之一。

牢靠性設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)作為現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法，在機(jī)械工程中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，構(gòu)造或零部件具有足夠的強(qiáng)度是設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)之一。機(jī)械牢靠性設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的主要不同點(diǎn)在于，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是以計(jì)算平安系數(shù)為主要內(nèi)容，以計(jì)算平安系數(shù)時(shí)用到的應(yīng)力、強(qiáng)度等參數(shù)均取單值為前提的。而牢靠性設(shè)計(jì)則考慮了載荷、零部件的尺寸及材料性能等參數(shù)的多值性，即它們均呈確定的概率分狀態(tài)。若按傳統(tǒng)的平安系數(shù)法進(jìn)展機(jī)械構(gòu)造或零部件的設(shè)計(jì)，在有些場(chǎng)合下可能會(huì)消逝材料鋪張、或牢靠度缺乏等問(wèn)題。

優(yōu)化設(shè)計(jì)不再是過(guò)去那種憑借閱歷或直觀推斷來(lái)確定構(gòu)造方案，也不是在滿足所提出要求的前提下，先確定構(gòu)造方案，再進(jìn)展強(qiáng)度、剛度等的分析和校核，然后進(jìn)展修改以確定構(gòu)造尺寸。它的設(shè)計(jì)方法是，借助于電子計(jì)算機(jī)，應(yīng)用非線性規(guī)劃數(shù)學(xué)理論及數(shù)值計(jì)算方法，從全部可行的設(shè)計(jì)方案中查找出一種最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。它是一種用理論計(jì)算代替閱歷計(jì)算，用準(zhǔn)確計(jì)算代替近似計(jì)算，用最優(yōu)設(shè)計(jì)代替一般的平安壽命可行性設(shè)計(jì)的方法。將優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與牢靠性理論結(jié)

合，用于進(jìn)展機(jī)械構(gòu)造或零部件的設(shè)計(jì)，稱為牢靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。其最終的設(shè)計(jì)方案即考慮了機(jī)械構(gòu)造或零部件的牢靠性要求，又是最優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)果。因此，牢靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法特殊適合于工程實(shí)際應(yīng)用。

機(jī)械牢靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)主要涉及三個(gè)方面（1）機(jī)械系統(tǒng)牢靠性的最優(yōu)安排：以機(jī)械系統(tǒng)的目標(biāo)牢靠度及其它條件為約束，最優(yōu)地給各子系統(tǒng)安排系統(tǒng)的牢靠度，使系統(tǒng)的某些指標(biāo)，如本錢、總費(fèi)用等到達(dá)最優(yōu)方案。（2）以牢靠度最大為目標(biāo)的機(jī)械牢靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)：在保證機(jī)械產(chǎn)品的某些功能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的條件下，使機(jī)械產(chǎn)品具有最大的牢靠度。（3）以牢靠度為約束條件的機(jī)械牢靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)：在保證牢靠性指標(biāo)的前提下，使機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)指標(biāo)到達(dá)最優(yōu)。

牢靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)（1）在常規(guī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，接受的是確定性的構(gòu)造分析模型和方法，其模型和方法本身準(zhǔn)備了它無(wú)法反映出作用荷載和構(gòu)造參數(shù)等的隨機(jī)性。而在牢靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)中是以構(gòu)造的概率分析為根底，因此能夠考慮荷載和參數(shù)的隨機(jī)性。（2）常規(guī)的優(yōu)化結(jié)果往往降低了構(gòu)造的平安余度或設(shè)防水平，所獲得的最優(yōu)解～般處于設(shè)計(jì)可行域的臨界面上，且沒(méi)有足夠的平安概率上的保證，從工程的觀點(diǎn)看，這些結(jié)果是不能被承受的。麗牢靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)獲得的是滿足牢靠性要求的最正確方案，或者使構(gòu)造在滿足其它要求條件下其牢靠度到達(dá)最大值。（3）在常規(guī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，構(gòu)造的平安性只能通過(guò)對(duì)各單元的強(qiáng)度約束條件來(lái)保證。但從系統(tǒng)的觀點(diǎn)看，單元的功能滿足并不能確保整個(gè)構(gòu)造系統(tǒng)的功能得以滿足。而在牢靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)中，既可以單元的牢靠性作為約束，亦可以構(gòu)造系統(tǒng)的牢靠性作為約束，自然可以獲得滿足系統(tǒng)功能要求的最正確設(shè)計(jì)方案。

牢靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。重要關(guān)鍵產(chǎn)品的牢靠性問(wèn)題比擬突出，如航空航天產(chǎn)品；量大面廣的產(chǎn)品，牢靠性與經(jīng)濟(jì)性親切相關(guān)，如洗衣機(jī)等；高牢靠性的產(chǎn)品，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)；牢靠性工作周期長(zhǎng)、耗資大，非幾個(gè)人、某一個(gè)部門可以做好的，需全行業(yè)通力協(xié)作、長(zhǎng)期工作；目前，牢靠性理論不盡成熟，根底差、需進(jìn)展。與其他產(chǎn)品相比機(jī)械產(chǎn)品的牢靠性技術(shù)有以下特點(diǎn)：因設(shè)計(jì)平安系數(shù)較大而掩蓋了沖突，機(jī)械牢靠性技術(shù)落后；機(jī)械產(chǎn)品的失效形式多，牢靠性問(wèn)題簡(jiǎn)潔；機(jī)械產(chǎn)品的試驗(yàn)周期長(zhǎng)、耗資大、試驗(yàn)結(jié)果的可參考性差；機(jī)械系統(tǒng)的規(guī)律關(guān)系不清晰，串、并聯(lián)關(guān)系簡(jiǎn)潔混淆；綜上所述，要實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件的牢靠性設(shè)計(jì)，需要綜合各個(gè)學(xué)科學(xué)問(wèn)，同時(shí)需

要大量工作實(shí)踐，尤其針對(duì)目前國(guó)內(nèi)