機械零件結構設計的可靠性分析

劉 源

(齊齊哈爾工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

傳統(tǒng)的可靠性分析主要是根據(jù)前輩的相關經(jīng)驗進行評價和判斷，從其效果來看，雖然能夠在一定程度上保障測量數(shù)據(jù)的準確性，但是從另一方面來看，這種評判方式具有較大的主觀性，并不能夠在最大程度上保障數(shù)據(jù)的科學性。在社會日趨變化發(fā)展的過程中，傳統(tǒng)的可靠性分析策略已難以滿足現(xiàn)代化社會生產(chǎn)和發(fā)展的需求。由此可見，研究機械零件結構設計的可靠性分析具有積極的社會意義。

1 可靠性概述

從機械零件可靠性分析的概念來看，其主要指的是依靠一定的數(shù)學理論和相關的設計概念，構建出相應的數(shù)學模型，從而對零件進行的分析。在進行分析的過程中，如果能夠確定了公式運算所需要的各種數(shù)據(jù)、尺寸等，便能實現(xiàn)對零件的整體判斷，使得其它的設計數(shù)據(jù)能夠達到最優(yōu)值。這種使用數(shù)據(jù)的最優(yōu)值進行的零件設計和制造，能夠有效地提高生產(chǎn)的效率，并且在最大程度上滿足生產(chǎn)的相關需求。另外，針對在生產(chǎn)和設計過程中產(chǎn)生的不同問題，這種生產(chǎn)方式也能夠有效地應對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種變數(shù)，從而更好地滿足生產(chǎn)創(chuàng)新的要求。這也是機械零件結構設計的可靠性分析被廣泛地應用于飛機、汽車、輪船等制造業(yè)中的重要原因。

根據(jù)相關的調查和研究發(fā)現(xiàn)，在之前的生產(chǎn)活動中，多是采用安全系數(shù)法來完成整個設計操作過程。雖然能夠保障零件在較為安全的范圍內完成生產(chǎn)活動，但是這種設計的過程存在較強的主觀性，無法保障零件設計的合理性。使用可靠性分析理論所進行的零件設計，不僅能夠有效地提升零件的安全性能。從另一方面來看，這種設計方式還能夠在一定程度上保障其使用壽命的穩(wěn)定提高，能夠減少不必要的材料支出，從而為企業(yè)的發(fā)展帶來更大的經(jīng)濟效益。從環(huán)保和資源的角度來看，能給有效地避免材料浪費現(xiàn)象的發(fā)生，更好地推進資源節(jié)約型社會的構建。

2 可靠性分析理論

可靠性理論主要是依靠了概率論、強度-干涉理論等統(tǒng)計學的相關知識，并結合一定量的力學理論作為基礎，開展對相關生產(chǎn)活動的分析。這種分析理論之所以能夠得到廣泛的應用，主要是因為可靠性分析能夠為相關工作人員的工作帶來極大的便利，有效地提高了工作的效率。其中，最為明顯的優(yōu)勢便是能夠在進行零件參數(shù)確定的時候，有效地避免人為主觀因素的影響，大大地提高參數(shù)的準確性和科學性。在進行傳統(tǒng)的零部件結構設計的過程中，經(jīng)常會受到人為因素的影響，對于數(shù)據(jù)的準確性產(chǎn)生影響。而理論可靠性分析對零件參數(shù)的分析，使得數(shù)據(jù)的可觀性得到有效地提升。同時，利用全面的分析知識，能夠有效地模擬實際的工作流程，進行直觀的展現(xiàn)，對于工作過程中存在的各種風險，也能進行模擬和分析，讓工作人員能夠更好地把握整個工作狀況。由此可見，可靠性分析能夠在未來的生產(chǎn)生活中得到廣泛地應用。

3 機械零件結構設計的可靠性分析

3.1 可靠性靈敏度分析

在進行可靠性分析研究的過程中，需要充分認識到靈敏度在整個分析工作中的重要性。根據(jù)相關的調查和研究發(fā)現(xiàn)，在當前階段的靈敏度分析研究中已經(jīng)取得了較為突出的成就。

在傳統(tǒng)的可靠性分析中，主要是通過對理想?yún)?shù)的確定，結合具體的概率論、統(tǒng)計學等相關的知識，完成對相關數(shù)據(jù)的測試和推導。但是，在實際的工作中，由于不可靠因素的影響，總是會對參數(shù)產(chǎn)生一定的影響，從而使得原本的參數(shù)不具備較高的參考價值。為此，為了有效地避免上述問題的發(fā)生，便可以充分地發(fā)揮可靠性分析的積極作用。在原有的可靠性分析的基礎之上，合理地引用靈敏度進行分析和計算。這種計算方式能夠使得設計方案更具科學性和合理性。

3.2 可靠性優(yōu)化設計

在完成了靈敏度的分析之后，還需要看到可靠性的優(yōu)化設計在整個工作環(huán)節(jié)中的重要性。從其積極作用來看，當對設計方案進行優(yōu)化升級之后，能夠有效地提升各種數(shù)據(jù)和參數(shù)的科學性。將這些數(shù)據(jù)運用到設計方案中，對于設計方案的科學性和合理性的提升產(chǎn)生了積極的作用。但是，任何事物的發(fā)展都需要從兩個方面來看，在正確認識到可靠性分析優(yōu)勢的基礎之上，還需要看到其存在的弊端。

可靠性分析主要是在確定了產(chǎn)品的外觀和尺寸之后所進行的計算。因此，這種產(chǎn)品的設計只適用在大量的設計工作完成之后，如果產(chǎn)品的尺寸和外觀沒有進行確定，這種分析理論的積極作用便不能夠得到有效的發(fā)揮。簡單來說，可靠性優(yōu)化設計主要就是在可靠性分析的基礎之上，結合了固定的數(shù)學建模思想，用規(guī)劃的方式完成對產(chǎn)品的各種設計，使得其產(chǎn)品的外觀、參數(shù)、壽命等都能夠滿足相關的要求。由此可見，可靠性的優(yōu)化設計是實現(xiàn)可靠性分析的必經(jīng)之路。對于生產(chǎn)效率的有效提升和企業(yè)經(jīng)濟效益的提升都能夠產(chǎn)生積極的作用。

3.3 結合軟件進行可靠性試驗

在進行零件設計的過程中，利用可靠性分析對產(chǎn)品進行分析、檢查和判斷，及時發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中存在的各種問題。這樣，在后期的產(chǎn)品加工中，能夠針對性地解決各種問題，從而有效提高生產(chǎn)的效率。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式中，由于其并未具備對產(chǎn)品分析的能力，如果在產(chǎn)品的生產(chǎn)中出現(xiàn)了相關的問題，則需要進行充分地返工，加快了生產(chǎn)的進度，利用這種非可靠性分析的方式加強對產(chǎn)品的測試和檢查，能夠有效地避免上述問題的發(fā)生。同時對其進行針對性的方案解決，有效地提高了生產(chǎn)的效率。

4 結語

總體來看，將可靠性分析恰當?shù)匾玫綑C械零件的結構設計工作中具有積極的社會效益。其不僅能夠在一定程度上滿足企業(yè)生產(chǎn)的多樣化需求，有效地提升產(chǎn)品的品質，而且對于生產(chǎn)效率和企業(yè)經(jīng)濟效益的提升也能夠產(chǎn)生積極的作用。盡管在當前階段，該分析理論在應用過程中還存在著一定的風險，但只要相關的工作人員加大對其研究的力度，一定能夠有效地解決各種突出性的問題，推動其進一步廣泛應用。