可靠性設(shè)計心得

可靠性設(shè)計心得

下面是小編為大家整理的牢靠性設(shè)計心得,供大家參考。

牢靠性設(shè)計學(xué)習(xí)心得

隨著科學(xué)技術(shù)的進展，對產(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)計彌補了常規(guī)設(shè)計的缺乏，使得設(shè)計方案更加貼近生產(chǎn)實際。所謂牢靠性是指“產(chǎn)品在規(guī)定時間內(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世紀(jì)的歷史,以電子產(chǎn)品牢靠性設(shè)計為先導(dǎo)的牢靠性工程迄今進展得比擬成熟,已形成一門獨立的學(xué)科。相比之下,機械產(chǎn)品的牢靠性設(shè)計與爭論則起步較晚。所謂機械牢靠性，是指機械產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件下、規(guī)定的時間內(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量、加工、制造和安裝誤差等因素的影響，使機械產(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性的牢靠性設(shè)計技術(shù)至關(guān)重要。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計，產(chǎn)品設(shè)計對產(chǎn)品質(zhì)量的奉獻率可達(dá)70%～80%，可見設(shè)計準(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,對機械牢靠性問題引起了廣泛的重視并開頭對其進展了系統(tǒng)爭論。雖然國內(nèi)外都投入了爭論力氣,取得了確定的進展，但終因機械產(chǎn)品牢靠性涉及的領(lǐng)域太多、牢靠性爭論的范圍大、根底性數(shù)據(jù)缺乏等緣由，機械牢靠性設(shè)計在工程實際中應(yīng)用得并不廣泛。本文簡要介紹了牢靠性技術(shù)在機械領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要介紹了一些在機械產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用的較為成熟的牢靠性技術(shù)和牢靠性設(shè)計方法，并且結(jié)合當(dāng)今牢靠性工程學(xué)科的進展，指出了牢靠性技術(shù)在機械領(lǐng)域中的進展和趨勢。

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

常規(guī)設(shè)計可通過下式表達(dá)：

SElFflim][...),,,(計算中，F(xiàn)、l、E、、slim等各物理量均視為確定性變量，平安系數(shù)則是一個閱歷性很強的系數(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，上述觀點不夠嚴(yán)謹(jǐn)。首先，設(shè)計中的許多物理量明是隨機變量；基

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

在常規(guī)設(shè)計中，代入的變量是隨機變量的一個樣本值或統(tǒng)計量，如均值。按概率的觀點，當(dāng)=[]時，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)計之中引入概率的觀點，這就是概率設(shè)計，也是牢靠性設(shè)計的重要內(nèi)容。概率設(shè)計就是要在原常規(guī)設(shè)計的計算中引入隨機變量和概率運算，并給出滿足強度條件（平安）的概率─牢靠度。機械牢靠性設(shè)計是常規(guī)設(shè)計方法的進一步進展和深化，它更為科學(xué)地計及了各設(shè)計變量之間的關(guān)系，是高等機械設(shè)計重要的內(nèi)容之一。

牢靠性設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計作為現(xiàn)代的設(shè)計方法，在機械工程中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得良好的經(jīng)濟和社會效益。

在機械設(shè)計中，構(gòu)造或零部件具有足夠的強度是設(shè)計的重要指標(biāo)之一。機械牢靠性設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計方法的主要不同點在于，傳統(tǒng)設(shè)計是以計算平安系數(shù)為主要內(nèi)容，以計算平安系數(shù)時用到的應(yīng)力、強度等參數(shù)均取單值為前提的。而牢靠性設(shè)計則考慮了載荷、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)法進展機械構(gòu)造或零部件的設(shè)計，在有些場合下可能會消逝材料鋪張、或牢靠度缺乏等問題。

優(yōu)化設(shè)計不再是過去那種憑借閱歷或直觀推斷來確定構(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，再進展強度、剛度等的分析和校核，然后進展修改以確定構(gòu)造尺寸。它的設(shè)計方法是，借助于電子計算機，應(yīng)用非線性規(guī)劃數(shù)學(xué)理論及數(shù)值計算方法，從全部可行的設(shè)計方案中查找出一種最優(yōu)的設(shè)計方案。它是一種用理論計算代替閱歷計算，用準(zhǔn)確計算代替近似計算，用最優(yōu)設(shè)計代替一般的平安壽命可行性設(shè)計的方法。將優(yōu)化設(shè)計方法與牢靠性理論結(jié)

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

機械牢靠性優(yōu)化設(shè)計主要涉及三個方面（1）機械系統(tǒng)牢靠性的最優(yōu)安排：以機械系統(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、總費用等到達(dá)最優(yōu)方案。（2）以牢靠度最大為目標(biāo)的機械牢靠性優(yōu)化設(shè)計：在保證機械產(chǎn)品的某些功能指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)的條件下，使機械產(chǎn)品具有最大的牢靠度。（3）以牢靠度為約束條件的機械牢靠性優(yōu)化設(shè)計：在保證牢靠性指標(biāo)的前提下，使機械產(chǎn)品的設(shè)計指標(biāo)到達(dá)最優(yōu)。

牢靠性優(yōu)化設(shè)計的優(yōu)點（1）在常規(guī)優(yōu)化設(shè)計中，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)備了它無法反映出作用荷載和構(gòu)造參數(shù)等的隨機性。而在牢靠性優(yōu)化設(shè)計中是以構(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)計可行域的臨界面上，且沒有足夠的平安概率上的保證，從工程的觀點看，這些結(jié)果是不能被承受的。麗牢靠性優(yōu)化設(shè)計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)計中，構(gòu)造的平安性只能通過對各單元的強度約束條件來保證。但從系統(tǒng)的觀點看，單元的功能滿足并不能確保整個構(gòu)造系統(tǒng)的功能得以滿足。而在牢靠性優(yōu)化設(shè)計中，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)計方案。

牢靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要指標(biāo)。重要關(guān)鍵產(chǎn)品的牢靠性問題比擬突出，如航空航天產(chǎn)品；量大面廣的產(chǎn)品，牢靠性與經(jīng)濟性親切相關(guān)，如洗衣機等；高牢靠性的產(chǎn)品，市場的競爭力強；牢靠性工作周期長、耗資大，非幾個人、某一個部門可以做好的，需全行業(yè)通力協(xié)作、長期工作；目前，牢靠性理論不盡成熟，根底差、需進展。與其他產(chǎn)品相比機械產(chǎn)品的牢靠性技術(shù)有以下特點：因設(shè)計平安系數(shù)較大而掩蓋了沖突，機械牢靠性技術(shù)落后；機械產(chǎn)品的失效形式多，牢靠性問題簡潔；機械產(chǎn)品的試驗周期長、耗資大、試驗結(jié)果的可參考性差；機械系統(tǒng)的規(guī)律關(guān)系不清晰，串、并聯(lián)關(guān)系簡潔混淆；綜上所述，要實現(xiàn)機械零件的牢靠性設(shè)計，需要綜合各個學(xué)科學(xué)問，同時需

要大量工作實踐，尤其針對目前國內(nèi)