针对机械可靠性设计的理论研究

万祥　任成康　谭浩迪

摘 要：在设计与制造机械产品的时候，探究机械的可靠性是保障产品安全性及质量的关键要素。本文所研究的重点就是机械可靠性设计的相关原理和理论，通过将传统设计与机械可靠性设计进行对比，来探究机械可靠性的发展状况及发展前景，从而给机械可靠性设计的发展提供一定的参考和思考。

关键词：机械可靠性、设计、理论、发展

序言

机械产品本身就是一项较为复杂的物品，其设计过程更是需要运用多种技术和多个学科的知识理念。在设计机械产品的时候，注重设计可靠性是保障产品安全性能和质量的关键点，也是提升产品竞争力的的重要内容。也就是说，机械可靠性设计对于机械产品而言意义重大，是其设计生产过程中必须要把握住的内容之一。那么机械可靠性设计具体是指什么，当中所包含的理论又有哪些呢？这是本文所研究的重点。只有对机械可靠性设计的内涵与原理有深入的认识，我们才能够进一步推进其发展前进。

1、机械可靠性的简要介绍

所谓机械可靠性，说的就是在特定的环境和时间当中，机械产品自身能够产出的效益和发挥的功能。因此在对机械产品进行设计的时候，应当对产品的整体参数和性能进行考量，通过综合的分析来保障产品的质量。设计机械产品的过程中，加工工艺、用料选材、安装工艺等内容都会对机械产品的质量带来直接性的影响，因此这些内容也是设计机械产品过程中所要关注的重点内容，从科学测算的数据我们可以知道，这些因素对于机械产品自身的质量会带来5%左右的影响，这也将为机械产品埋下潜在的不可靠性。而机械可靠性设计则要完全的考虑这些影响因素的影响作用，尽可能通过科学的设计方法和理论的支撑来降低这种不可靠性。

我国机械制造产业对于机械可靠性设计的相关内容十分的关注，但是从实际的发展状况来讲，我国机械可靠性设计产业与众多的产业一样，起步晚，发展水平较低，还无法有效的保障机械产品的质量。我国加入世界贸易组织后，开始随着世界的脚步推行机械产品强制认证制度，进而机械可靠性设计在我国的发展得到了进一步的关注。

2、机械可靠性设计的理论内涵

说到机械可靠性设计的内涵，我们首先要了解其存在的意义和价值。通过机械可靠性设计，我们能够进一步的提升机械产品的安全性能及可靠性，从而在一定的环境、时间条件下最大限度的开发机械产品的效益和功能。从整体层面来看，机械可靠性设计的主要内涵和理论是建构在常规的设计工作之上的，通过建立常规设计的保障模式，来提升设计的可靠性，实现机械产品设计的质量。在展开可靠性设计的时候，需要将可靠分析和数学规划方法进行有机的结合，通过计算来得出最优方案，再在最优化理论的指导下进行最终的统筹设计。

自工业社会以来，机械产品就成为了人们生产生活中不可或缺的一项重要内容，而机械可靠性设计也已经经过了半个世纪的发展，随着机械可靠性设计的发展，机械化发展的水平和层次也在一步步的提升，这也使得世界对机械可靠性设计有了更多的关注。当前机械产品生产应用的范围十分的广阔，现在人们会运用可靠度来对机械的可靠性进行估算和度量，在这一过程中需要运用到数据库资源来进行支撑，这是当前机械产品可靠性设计在理论方面最大的不足也是最终的发展目标。

3、机械可靠性设计与传统设计的对比

想要深层次的了解机械可靠性设计的原理与内涵，就应当将其与传统设计进行比对，从而发现其特点和优势之处。

3.1机械可靠性设计的特点

首先，随着工业生产活动的一步步发展，机械产品的复杂程度也在一步步的加大，但产品的可靠性却没有一个有效的保障，相关的数据系统还没能够得到完善，通过机械可靠性设计，就能够一步步的建立并完善其数据系统，从而给机械可靠性设计工作的展开提供指导。

其次，机械产品在使用的过程中往往会因为疲劳、磨损而产生各种故障，随着机械产品复杂程度加大，排除故障的难度也进一步加大，可靠性的机械设计就能够降低排查工作的难度，使得机械产品能够得到有效的保修，从而延长其预期寿命，发挥的最大的经济效益和功能。

然后，机械产品结构日趋复杂，不仅给设计工作和检修工作带来了难度职务，其应用场所的进一步扩大也使得部件标准化程度难以保障，可靠性数据也更加难以获取。因此，实行机械可靠性设计是十分有必要的，它不仅解决了机械产品复杂化与可靠性之间的矛盾，还能够健全可靠数据系统，给其未来发展提供了更多的参考。

最后，机械产品的寿命与其效益和价值的实现有着紧密的关系，如何延长其使用寿命是机械产品制造的关键所在。但是机械产品的使用寿命不符合标准的指数分布，所以在使用可靠性进行测试的时候会面临一定的问题。

3.2机械可靠性设计与传统设计

机械可靠性设计是建立在传统设计的基础上发展而来的，传统设计在设计机械产品的时候，只考虑产品的使用性能，对于机械产品的安全性能无法进行有效的测评，因此产品出现故障的概率也无法保障。一般来说，传统设计会运用经验上的安全系数来进行计算，但是经验数据具有较大的差异性和盲目性，这对于机械产品的可靠性设计而言是极其不利的。

机械产品可靠性设计的目的在于实现产品的高性能，其中要考虑故障方面的影响因素，也就是强度和硬度。这些故障又可以细分为温度、湿度等内容。总的来说，故障的影响因素，也就是强度和应力在分布的时候具有一定的规律，传统设计就是参考这种规律来展开设计工作。而机械可靠性设计则是在传统设计的基础之上运用了数学统计的原理，用概率统计等方法对各种影响因素进行统计分析，这就使得产品的设计更加的科学、合理，相关工作的展开也会更加的高效，随着数据库的建立，对产品使用寿命进行预测也将成为现实。

4、机械可靠性设计的发展状况

机械可靠性设计是从国外发展而来的，在19世纪中期建立了相关的理论框架，近几十年来一直被人们研发拓展。从机械可靠性设计在国外的发展情况来看，该设计主要应用于车辆、土木和航天工程等。且由于西方发达国家在机械可靠性设计方面的研究时间较长，相关的理论成果也比较的丰富，因此相关工程的建设收到了机械可靠性设计的有效指导。在这样的发展状况下，机械产品的寿命和可靠性得到了进一步的提升，各种数据的整合也建立起了各种数据分析库，机械可靠性设计的应用更加的具有现实意义。在未来，机械可靠性设计会进一步扩大分析的网络，并对工程和项目当中的设备进行风评和研发设计。

总结

机械产品可靠性设计已经引起了人们的广泛关注，相关的理论建设也已经有了基本的框架。可靠性设计的内涵十分的丰富，应用的领域也十分的广泛。我国在这方面的研究还有很大的提升空间，相关的技术还应进一步的完善。相信随着国际对机械产品可靠性设计关注度的加强，相关的理论和研究會进一步走向高潮。

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