當(dāng)今機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展速度非??欤绕涫窃诂F(xiàn)代科技的帶動(dòng)之下,很多新的技術(shù)和理念不斷涌現(xiàn),為了跟上這樣的步伐,就要求我們的從業(yè)人員更加努力的來研究和提高各種機(jī)械產(chǎn)品的可靠性。機(jī)械可靠性問題是一個(gè)直接關(guān)系到整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵的質(zhì)量和產(chǎn)品性能問題,有時(shí)候甚至?xí)苯雨P(guān)系到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全,所以必須要得到足夠的重視才行。
我們知道,在科技快速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì),科學(xué)新技術(shù)不斷出現(xiàn),其發(fā)展可以說是日新月異,對于機(jī)械制造業(yè)來說,也隨著這樣的發(fā)展步伐對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高了,因此就提出了機(jī)械可靠性這一個(gè)非常重要的概念,機(jī)械可靠性問題在機(jī)械工程科學(xué)領(lǐng)域也越來越受到大家的重視。一般情況下,一個(gè)產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠程度是直接的由這個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)所決定的,而在這個(gè)產(chǎn)品最初的設(shè)計(jì)時(shí)一般是要充分的考慮到整體結(jié)構(gòu)的可靠性的。我國目前的機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平還比較低下,尤其是和西方發(fā)達(dá)國家相比,還是處于一個(gè)比較低端的水平之上,但是如果想要快速的實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)的騰飛的話,就必須加大力度,讓這個(gè)行業(yè)在健康的軌道上面發(fā)展,不斷提升所生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量,也只有這樣才會(huì)使自己的產(chǎn)品在國際的競爭當(dāng)中保有些許的優(yōu)勢,也可以很好的增強(qiáng)國內(nèi)的企業(yè)在的國際上的競爭力,這就要求我們的政府和企業(yè)要投入足夠的精力來進(jìn)行機(jī)械可靠性技術(shù)方面的研發(fā),提升整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。
機(jī)械可靠性的概念及其發(fā)展現(xiàn)狀
所謂機(jī)械的可靠性,主要是指一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品必須要在具體的規(guī)定時(shí)間之內(nèi)、并在具體的使用條件之下來完成具有一定功能產(chǎn)品的能力。但是往往由于很多的工程材料有著它自己的特性,以及在生產(chǎn)的過程當(dāng)中,很有可能在具體的測量、加工、制造和安裝過程當(dāng)中出現(xiàn)一些誤差,這樣就很容易導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)品的整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)存在著一些我們無法預(yù)知的不確定性。所以我們必須要把這些可能存在的隨機(jī)性因素都統(tǒng)統(tǒng)的考慮到一個(gè)產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)之中。只有這樣才能在更大的程度上來保證一個(gè)產(chǎn)品的機(jī)械可靠性。
那么,對于機(jī)械產(chǎn)品的可靠性技術(shù)的發(fā)展和研究,我國在近幾年的研究過程當(dāng)中也確實(shí)是取得了一定的成果。尤其是在很多具有相關(guān)專業(yè)研究的高校和科研機(jī)構(gòu)當(dāng)中,由于和國外高水平的院校的交流比較頻繁,能夠接觸到國際領(lǐng)先水平的設(shè)計(jì)和理論方法,而且研究人員也比較多,同時(shí)還有很多的設(shè)計(jì)人員在各個(gè)單位和項(xiàng)目當(dāng)中從事著實(shí)際的設(shè)計(jì)和實(shí)踐活動(dòng),所以取得了不錯(cuò)的成果。經(jīng)過各個(gè)研究工作者不斷的辛勤耕耘,已經(jīng)出現(xiàn)了很多具有很高價(jià)值的專業(yè)著作,比如說各種學(xué)術(shù)報(bào)告、教學(xué)教材等。但是必須承認(rèn)的是,和那些具有國際先進(jìn)水平的設(shè)計(jì)和理論相比,我們在這方面依然還是存在著巨大的差距。畢竟我國關(guān)于機(jī)械可靠性方面的研究和實(shí)踐還是處于一個(gè)比較初級的起步階段,水平還是有待提高的。
機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的主要方法
2.1 關(guān)于可靠靈敏度方面的設(shè)計(jì)方法
隨著各種機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)的識別、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方面的控制以及工程近似分析等各種技術(shù)的發(fā)展,尤其是靈敏度分析、重分析、再設(shè)計(jì)等方法已經(jīng)發(fā)展成了一種多功能的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工具。
我們在研究和分析一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的具體特性的靈敏度的時(shí)候,可以直接有效的來指出這個(gè)產(chǎn)品參數(shù)的變化,以及所出現(xiàn)的改變量,這可以使得一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的特性能夠達(dá)到一個(gè)最佳的參數(shù)。比如說在進(jìn)行研究的過程當(dāng)中如果發(fā)現(xiàn)了某種因素對意見產(chǎn)品的失效有著比較大的影響,就需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)整個(gè)過程當(dāng)中進(jìn)行嚴(yán)格的控制,從而來保證一個(gè)產(chǎn)品的安全可靠性,如果在進(jìn)行具體的靈敏度分析的時(shí)候確實(shí)發(fā)現(xiàn)了對這件產(chǎn)品影響比較小的因素,就可以在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中把這些因素當(dāng)成一個(gè)確定值來降低整個(gè)分析過程的復(fù)雜程度。所以,在一定程度上,一件產(chǎn)品的靈敏度的設(shè)計(jì),必須最大程度上來有效的避免機(jī)械生產(chǎn)的盲目性,從而來提高這件機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、也可以延長產(chǎn)品的使用期限,最重要的是可以大大的降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。在近幾十年的發(fā)展過程當(dāng)中,靈敏度分析的方法確實(shí)取得了比較大的進(jìn)展,而且也出現(xiàn)了非常多的關(guān)于靈敏度理論分析方面的成果,尤其是在特征值分析的問題、靜態(tài)動(dòng)態(tài)作用下的機(jī)械產(chǎn)品的參數(shù)優(yōu)化方面都給出了很多的靈敏度的具體分析方法,比如說伴隨變量法、有限差分法、Green 函數(shù)法、直接法等等。同時(shí),不可忽略的一點(diǎn)就是,我們在進(jìn)行一件產(chǎn)品的可靠性分析的時(shí)候,還需要來研究這個(gè)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程當(dāng)中有可能會(huì)對產(chǎn)品的失效產(chǎn)生影響的各種因素以及它們各自的影響程度如何,這個(gè)時(shí)候靈敏度分析的研究就可以大大的發(fā)揮其作用了,因?yàn)槲覀兛梢愿鶕?jù)對產(chǎn)品進(jìn)行的靈敏度分析,并通過對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì),來很好的確定我們所設(shè)計(jì)的各種參數(shù)對這件產(chǎn)品性能方面的影響以及其影響程度如何,這樣就可以在最大程度上來充分的提高這件成品的實(shí)際可靠性和安全性。
2.2 關(guān)于可靠穩(wěn)健性方面的設(shè)計(jì)方法
通常情況下,一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量可以分為這樣兩個(gè)部分,第一個(gè)部分是用戶的質(zhì)量,第二個(gè)部分則是技術(shù)質(zhì)量。其中,用戶質(zhì)量主要指的是我們客戶可以清楚的看到、也可以觸摸到和感覺到的這個(gè)產(chǎn)品所具有的實(shí)際質(zhì)量特性,而技術(shù)質(zhì)量則主要指的是這件產(chǎn)品在具體的設(shè)計(jì)和制作質(zhì)量之下可以能夠達(dá)到的最大的功能的穩(wěn)健性。我們在這里所說的功能穩(wěn)健性主要是要本著最大限度的降低這件產(chǎn)品的成本并提高產(chǎn)品質(zhì)量的原則,這就要求我們必須要選擇出一個(gè)產(chǎn)品的最佳的設(shè)計(jì)方案。在產(chǎn)品的整個(gè)制作和使用的過程當(dāng)中,機(jī)械產(chǎn)品的可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)往往發(fā)揮著它非常重要的作用。
我們一般在實(shí)現(xiàn)一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的穩(wěn)健設(shè)計(jì)的方法時(shí),主要是通過在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段對其進(jìn)行比較嚴(yán)格的進(jìn)行靈敏度分析的方法,同時(shí)還要確保各個(gè)不確定因素對這件產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量的影響必須要達(dá)到最低,同時(shí)還需要獲得這個(gè)產(chǎn)品的最大的穩(wěn)健性。在使用這種方法時(shí),會(huì)使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)有很多的優(yōu)點(diǎn),比如說它可以使得我們所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品對于設(shè)計(jì)的參數(shù)變化具有更好的穩(wěn)健性,從而就可以允許產(chǎn)品擁有更大的容差,同時(shí)大大的降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外,一個(gè)產(chǎn)品在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的時(shí)候是需要同時(shí)融合優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法和靈敏度設(shè)計(jì)方法的,同時(shí)再結(jié)合穩(wěn)健性設(shè)計(jì)的方法,來滿足機(jī)械產(chǎn)品對于質(zhì)量和性能方面更好的要求。因此,在整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程當(dāng)中,如何來正確的使用具體的可靠穩(wěn)健性的設(shè)計(jì)方法,就關(guān)系到能否更好的保證這件產(chǎn)品的性能穩(wěn)定的問題,如果使用得當(dāng)就可以大大的提高這件產(chǎn)品的安全和可靠性,從而減少材料損失,提高效益。然而機(jī)械產(chǎn)品的可靠性有著一定的因素影響,這些因素的消除是相當(dāng)?shù)睦щy,但降低影響因素的參數(shù)是一種代價(jià)低、難度小的方法,也是保證機(jī)械產(chǎn)品穩(wěn)健性的方法之一。
總之,我們在探析和發(fā)展機(jī)械可靠性的時(shí)候,要對其進(jìn)入更加深入的研究,并把機(jī)械可靠性的研究和發(fā)展充分的應(yīng)用到一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程當(dāng)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)和流程,這樣會(huì)更加有助于來提高這件機(jī)械產(chǎn)品的成品質(zhì)量和使用過程當(dāng)中的安全性,同時(shí)還可以有效的降低企業(yè)的生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,是一件有意義、勢在必行的事情。