机械零件结构设计的可靠性分析

刘 源

(齐齐哈尔工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

传统的可靠性分析主要是根据前辈的相关经验进行评价和判断，从其效果来看，虽然能够在一定程度上保障测量数据的准确性，但是从另一方面来看，这种评判方式具有较大的主观性，并不能够在最大程度上保障数据的科学性。在社会日趋变化发展的过程中，传统的可靠性分析策略已难以满足现代化社会生产和发展的需求。由此可见，研究机械零件结构设计的可靠性分析具有积极的社会意义。

1 可靠性概述

从机械零件可靠性分析的概念来看，其主要指的是依靠一定的数学理论和相关的设计概念，构建出相应的数学模型，从而对零件进行的分析。在进行分析的过程中，如果能够确定了公式运算所需要的各种数据、尺寸等，便能实现对零件的整体判断，使得其它的设计数据能够达到最优值。这种使用数据的最优值进行的零件设计和制造，能够有效地提高生产的效率，并且在最大程度上满足生产的相关需求。另外，针对在生产和设计过程中产生的不同问题，这种生产方式也能够有效地应对生产过程中产生的各种变数，从而更好地满足生产创新的要求。这也是机械零件结构设计的可靠性分析被广泛地应用于飞机、汽车、轮船等制造业中的重要原因。

根据相关的调查和研究发现，在之前的生产活动中，多是采用安全系数法来完成整个设计操作过程。虽然能够保障零件在较为安全的范围内完成生产活动，但是这种设计的过程存在较强的主观性，无法保障零件设计的合理性。使用可靠性分析理论所进行的零件设计，不仅能够有效地提升零件的安全性能。从另一方面来看，这种设计方式还能够在一定程度上保障其使用寿命的稳定提高，能够减少不必要的材料支出，从而为企业的发展带来更大的经济效益。从环保和资源的角度来看，能给有效地避免材料浪费现象的发生，更好地推进资源节约型社会的构建。

2 可靠性分析理论

可靠性理论主要是依靠了概率论、强度-干涉理论等统计学的相关知识，并结合一定量的力学理论作为基础，开展对相关生产活动的分析。这种分析理论之所以能够得到广泛的应用，主要是因为可靠性分析能够为相关工作人员的工作带来极大的便利，有效地提高了工作的效率。其中，最为明显的优势便是能够在进行零件参数确定的时候，有效地避免人为主观因素的影响，大大地提高参数的准确性和科学性。在进行传统的零部件结构设计的过程中，经常会受到人为因素的影响，对于数据的准确性产生影响。而理论可靠性分析对零件参数的分析，使得数据的可观性得到有效地提升。同时，利用全面的分析知识，能够有效地模拟实际的工作流程，进行直观的展现，对于工作过程中存在的各种风险，也能进行模拟和分析，让工作人员能够更好地把握整个工作状况。由此可见，可靠性分析能够在未来的生产生活中得到广泛地应用。

3 机械零件结构设计的可靠性分析

3.1 可靠性灵敏度分析

在进行可靠性分析研究的过程中，需要充分认识到灵敏度在整个分析工作中的重要性。根据相关的调查和研究发现，在当前阶段的灵敏度分析研究中已经取得了较为突出的成就。

在传统的可靠性分析中，主要是通过对理想参数的确定，结合具体的概率论、统计学等相关的知识，完成对相关数据的测试和推导。但是，在实际的工作中，由于不可靠因素的影响，总是会对参数产生一定的影响，从而使得原本的参数不具备较高的参考价值。为此，为了有效地避免上述问题的发生，便可以充分地发挥可靠性分析的积极作用。在原有的可靠性分析的基础之上，合理地引用灵敏度进行分析和计算。这种计算方式能够使得设计方案更具科学性和合理性。

3.2 可靠性优化设计

在完成了灵敏度的分析之后，还需要看到可靠性的优化设计在整个工作环节中的重要性。从其积极作用来看，当对设计方案进行优化升级之后，能够有效地提升各种数据和参数的科学性。将这些数据运用到设计方案中，对于设计方案的科学性和合理性的提升产生了积极的作用。但是，任何事物的发展都需要从两个方面来看，在正确认识到可靠性分析优势的基础之上，还需要看到其存在的弊端。

可靠性分析主要是在确定了产品的外观和尺寸之后所进行的计算。因此，这种产品的设计只适用在大量的设计工作完成之后，如果产品的尺寸和外观没有进行确定，这种分析理论的积极作用便不能够得到有效的发挥。简单来说，可靠性优化设计主要就是在可靠性分析的基础之上，结合了固定的数学建模思想，用规划的方式完成对产品的各种设计，使得其产品的外观、参数、寿命等都能够满足相关的要求。由此可见，可靠性的优化设计是实现可靠性分析的必经之路。对于生产效率的有效提升和企业经济效益的提升都能够产生积极的作用。

3.3 结合软件进行可靠性试验

在进行零件设计的过程中，利用可靠性分析对产品进行分析、检查和判断，及时发现在产品的生产过程中存在的各种问题。这样，在后期的产品加工中，能够针对性地解决各种问题，从而有效提高生产的效率。在传统的生产模式中，由于其并未具备对产品分析的能力，如果在产品的生产中出现了相关的问题，则需要进行充分地返工，加快了生产的进度，利用这种非可靠性分析的方式加强对产品的测试和检查，能够有效地避免上述问题的发生。同时对其进行针对性的方案解决，有效地提高了生产的效率。

4 结语

总体来看，将可靠性分析恰当地引用到机械零件的结构设计工作中具有积极的社会效益。其不仅能够在一定程度上满足企业生产的多样化需求，有效地提升产品的品质，而且对于生产效率和企业经济效益的提升也能够产生积极的作用。尽管在当前阶段，该分析理论在应用过程中还存在着一定的风险，但只要相关的工作人员加大对其研究的力度，一定能够有效地解决各种突出性的问题，推动其进一步广泛应用。