機(jī)械動態(tài)與漸變可靠性理論與技術(shù)評述

張瑞華

（河北省景縣宏遠(yuǎn)通訊有限公司，河北 衡水 053500）

【摘 要】現(xiàn)如今，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)力的不斷提升，在機(jī)械產(chǎn)品性能方面得到了較好的優(yōu)化發(fā)展，使得我國的機(jī)械技術(shù)革命取得了較好的進(jìn)步。但是在日益激烈的競爭中，機(jī)械產(chǎn)品性能也成為了機(jī)械制造企業(yè)所競爭的重要內(nèi)容。在這種大環(huán)境下，機(jī)械生產(chǎn)環(huán)境和工作也日趨復(fù)雜化。本文就針對機(jī)械動態(tài)和漸變可靠性進(jìn)行分析，通過相關(guān)理論研究，為我國機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)保障。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械；動態(tài)；漸變；可靠性

一、機(jī)械動態(tài)與漸變可靠性的發(fā)展趨勢

對于機(jī)械動態(tài)和漸變可靠性的發(fā)展而言，我們可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行分析：

首先是基于概率信息確實(shí)的可靠性設(shè)計(jì)。在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們需要對機(jī)械設(shè)備的零部件以及系統(tǒng)隨機(jī)參數(shù)的概率分布信息進(jìn)行掌握，不僅如此，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，因?yàn)閿?shù)據(jù)和資料的缺失問題，使得很多時(shí)候難以對隨機(jī)參數(shù)引起的概率分布問題進(jìn)行確定。在日趨科技化發(fā)展的機(jī)械產(chǎn)品制造業(yè)中，始終難以實(shí)現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)方法的突破。由于目前的設(shè)計(jì)參數(shù)要求以正態(tài)分布為主，而且在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的過程中受到諸多因素的相知，所以參數(shù)大多從屬于不同的概率分布，有些甚至根本不滿足正態(tài)分布的要求。對于機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)而言，要向解決其概率信息缺失問題美酒需要運(yùn)用機(jī)械動態(tài)和漸變可靠性理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。

其次是動態(tài)和漸變機(jī)械的耦合失效可靠性設(shè)計(jì)。在目前的機(jī)械動態(tài)與漸變可靠性理論的發(fā)展下，對機(jī)械動態(tài)與漸變可靠性研究已然成為目前研究的重點(diǎn)，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前的研究主要傾向于耦合機(jī)械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)，缺乏振蕩因素下導(dǎo)致的隨機(jī)耦合和動態(tài)漸變等可靠性問題的研究，因此對于未來的發(fā)展而言，需要對各失效類型的耦合問題和機(jī)械可靠性制造以及設(shè)計(jì)問題進(jìn)行偏重。

第三，就是漸變機(jī)械體系與非線性隨機(jī)動態(tài)的可靠性設(shè)計(jì)。在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)過程中，需要重視對非線性隨機(jī)體系的漸變失效以及動態(tài)行為進(jìn)行分析。對于機(jī)械產(chǎn)品而言，其部分的參數(shù)劣化會使得其動態(tài)行為出現(xiàn)一定的偏差和問題。因此對于未來的研究而言，需要重視對兩種耦合因素的科學(xué)考慮。

二、機(jī)械動態(tài)和漸變可靠性分析

（一）機(jī)械動態(tài)和漸變可靠性的概念分析

眾所周知，機(jī)械動態(tài)設(shè)計(jì)通常是基于機(jī)械產(chǎn)品的動態(tài)特性，從設(shè)計(jì)方案到機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)中機(jī)械產(chǎn)品所顯示物理特性和幾何特征，通過預(yù)測、優(yōu)化設(shè)計(jì)等方法，來進(jìn)行綜合分析并設(shè)計(jì)產(chǎn)品。機(jī)械動態(tài)可靠性的概念主要是基于現(xiàn)場提出的機(jī)械動態(tài)設(shè)計(jì)，其可靠性通常基于概率動態(tài)的前提，通過產(chǎn)品振動狀態(tài)，運(yùn)動狀態(tài)深入研究，分析其具體的可靠性指標(biāo)，然后與機(jī)械產(chǎn)品相關(guān)的動態(tài)指標(biāo)，以更好地將機(jī)械產(chǎn)品的動態(tài)可靠性設(shè)計(jì)。在機(jī)械動態(tài)可靠性設(shè)計(jì)中，通常由于機(jī)械產(chǎn)品的振動，影響其工作精度以及操作可靠性，并在一定程度上縮短了產(chǎn)品的使用壽命。因此，在機(jī)械動態(tài)設(shè)計(jì)的可靠性方面，也需要對其具體的理論，具體方法進(jìn)行全面而可觀的評估，揭示機(jī)械產(chǎn)品在運(yùn)行過程中可能發(fā)生的各種情況。

動態(tài)可靠性通常包括機(jī)械動態(tài)系統(tǒng)的可靠性，參考產(chǎn)品運(yùn)行中的可靠性。在此，動態(tài)強(qiáng)調(diào)機(jī)械產(chǎn)品具體的動態(tài)特性，包括機(jī)械產(chǎn)品的具體振動頻率，能量傳遞，輸出響應(yīng)等。應(yīng)該注意的是，機(jī)械產(chǎn)品通常是幾何尺寸、強(qiáng)度、物理變量和其他條件來呈現(xiàn)出不同程度的隨機(jī)性，從而使整個(gè)過程中的機(jī)械產(chǎn)品處于動態(tài)過程中。而機(jī)械產(chǎn)品在相關(guān)工作條件下形成的具體參數(shù)，將結(jié)合具體條件，具體時(shí)間和相應(yīng)的變化。一般來說，機(jī)械產(chǎn)品在運(yùn)行中隨機(jī)變量，也會直接影響產(chǎn)品的動態(tài)可靠性。因此，也有必要科學(xué)地處理這個(gè)內(nèi)容。

（二）動態(tài)可靠性分析

動態(tài)可靠性研究主要分為兩個(gè)階段。第一階段主要是基于超越研究的理論，起源于20世紀(jì)40年代，是關(guān)于先驗(yàn)概率公式和概率計(jì)算方法的研究，在這個(gè)研究過程中，超越了這個(gè)問題作為研究基于高斯激勵下的非線性體和穩(wěn)定響應(yīng)，推導(dǎo)出超驗(yàn)概率和靜止非平穩(wěn)問題的理論分析，推導(dǎo)出機(jī)器的動態(tài)可靠性公式。第二階段是基于正交開發(fā)，模擬，隨機(jī)擾動等，基于研究的動態(tài)。擾動主要用于計(jì)算相關(guān)統(tǒng)計(jì)時(shí)刻。在分析結(jié)構(gòu)振動的過程中，通過分析和應(yīng)用擾動有限元法獲得動態(tài)可靠性計(jì)算公式。正交擴(kuò)展是二十世紀(jì)八十年代的出現(xiàn)，可以分析動態(tài)響應(yīng)的結(jié)構(gòu)方式，主要針對流體力學(xué)相關(guān)問題。并將有限元納入可靠指標(biāo)的計(jì)算中，推導(dǎo)出相關(guān)的可靠性。它也屬于仿真形式，為機(jī)械動態(tài)可靠性的計(jì)算和分析提供了必要的依據(jù)。

（三）漸變可靠性分析

機(jī)械動態(tài)和漸變可靠性，主要在原有的可靠性理論，技術(shù)等基礎(chǔ)上開發(fā)。相對來說，機(jī)械產(chǎn)品的逐漸可靠性是機(jī)械可靠性理論，性能退化機(jī)理和機(jī)械動態(tài)等有機(jī)結(jié)合體系的形成，科學(xué)理論和方法，是適用于機(jī)械產(chǎn)品理論和生產(chǎn)的生產(chǎn)和開發(fā)方法通過分析原有機(jī)械產(chǎn)品的動態(tài)和可靠性，我們可以探索機(jī)械動態(tài)和逐步可靠性的巨大潛力，以更好地促進(jìn)我國機(jī)械產(chǎn)品制造技術(shù)的發(fā)展，為設(shè)計(jì)提供可靠的理論和技術(shù)支持大型機(jī)械設(shè)備機(jī)械動態(tài)和漸變可靠性理論，消除了以前的固定設(shè)計(jì)理念，在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)中，更深入，更高精度，滿足機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量要求，性能要求，可靠性要求。這種工作理論是可靠性設(shè)計(jì)與劣化機(jī)理機(jī)理的結(jié)合，可有效防止機(jī)械產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)行中的磨損，腐蝕和開裂等情況，大大提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)，使得生產(chǎn)滿足設(shè)備的使用要求。當(dāng)然，在逐步設(shè)計(jì)中，如果機(jī)械產(chǎn)品的性能參數(shù)在時(shí)間上發(fā)生變化，相應(yīng)的變化，就需要詳細(xì)分析產(chǎn)品的生命周期和評估，提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性。

（四）機(jī)械動態(tài)和漸進(jìn)可靠性研究

在機(jī)械動態(tài)可靠性設(shè)計(jì)中，要注意考慮機(jī)械產(chǎn)品的相關(guān)參數(shù)和具體的性能，以確保機(jī)械產(chǎn)品動態(tài)運(yùn)行的可靠性。目前，機(jī)械設(shè)計(jì)在產(chǎn)品可靠性研究方面取得了一些成果，但也需要對產(chǎn)品的詳細(xì)參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，有效解決了設(shè)計(jì)中提供的信息概率的現(xiàn)象缺少機(jī)械產(chǎn)品。另外，在機(jī)械可靠性研究中，未來還要從非線性隨機(jī)動態(tài)條件，機(jī)械設(shè)計(jì)問題的可靠性，解決漸變故障等問題。在動態(tài)和漸變耦合狀態(tài)下的故障問題，包括由故障引起的振動和靜態(tài)故障等，對各種故障耦合特性進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，不能提供故障預(yù)測提供可靠依據(jù)。另外，在概率信息中，目前的信息采集通常集中在設(shè)計(jì)過程中，通過參數(shù)滿足相關(guān)正態(tài)分布的要求，進(jìn)行概率信息分析。這種方法很容易，因?yàn)樗蛔袷卣５姆植紖?shù)，這導(dǎo)致設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。因此，有必要有效地解決遺漏概率信息的問題。

三、總結(jié)

在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，需要對產(chǎn)品的性能予以較高程度的保證，這就需要我們通過可靠性分析來進(jìn)行基礎(chǔ)保障。在通過預(yù)測產(chǎn)品狀態(tài)、壽命周期以及可能出現(xiàn)的機(jī)械故障的預(yù)基礎(chǔ)上，要排除產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)問題的一些環(huán)節(jié)，從而使得產(chǎn)品的生產(chǎn)成本大幅降低，使得產(chǎn)品的可靠性得到較好的發(fā)展，讓機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率得到較大程度的提升。

【參考文獻(xiàn)】

[1]何在庚. 機(jī)械動態(tài)與漸變可靠性理論與技術(shù)評述[J]. 科技展望，2016，（16）：37.

[2]沙兆群. 機(jī)械動態(tài)與漸變可靠性理論與技術(shù)分析[J]. 科技展望，2015，（33）：28.

[3]王紹剛. 機(jī)械動態(tài)與漸變可靠性理論與技術(shù)評述[J]. 科技與企業(yè)，2015，（21）：253.

[4]張義民. 機(jī)械動態(tài)與漸變可靠性理論與技術(shù)評述[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2013，（20）：101-114.