羅明程 孫豪 馮海成 王戰陽
摘 要:可靠性技術日益受到各大行業的重視。進行可靠性的設計和評估,需要有完整準確的可靠性的基礎數據,進行可靠性實驗要準確、遵循實施的記錄實驗前、實驗中和試驗后的數據,可靠性增長貫穿與整個機械產品研發的每個階段,可靠性研發面臨的問題更重要的是觀念上的。研發機械產品是,要把可靠性設計融入到產品中去,提高產品可靠性。
關鍵詞:機械產品;可靠性;數據統計;規范;
引言
如今,機械產品的使用范圍越來越廣,在社會生活的各個領域扮演著重要的角色。為了更加深入的了解機械產品所具有的特點,從而提升機械產品的性能,使其更好的服務于社會生產的各個領域,我們有必要對機械產品可靠性進行研究,認識機械可靠性的技術內涵及其產品可靠性的相關數據,并發現機械產品在使用過程中的特點,分析機械產品可靠性在實際生產過程中的作用等,這不僅能夠幫助我們更加全面的了解機械產品的可靠性,也對我國機械領域的持續發展具有重要意義。
1、機械可靠性的技術內涵
機械產品可以當做是由眾多零件組成,能做功或者作為特殊用途的設備,不同種類的機械產品都是人們制造的眾多實體的組合,各個組件間有確定的力的傳遞,不斷的產生機械能的轉化和利用。研發一種可靠的機械類產品要有一些基本前提,要明確此機械產品的要求,盡可能的減少產品的零部件,零部件之間有好的互換性,及時實驗零部件性能,提前模擬產品的狀況,進行眾多的現場實驗,評估返修統計,這樣才能保證機械產品的可靠性。
2、機械產品的可靠性數據
進行可靠性的設計和評估,需要有完整準確的可靠性的基礎數據,對一個機械產品來說,如果沒有系統、一定量的產品失效數據、返修產品統計評價、檢驗評價、產品用戶使用評價等數據,就不能進行準確的可靠性分析,而我國在這方面十分薄弱。企業必須通過深入不同產品的實驗、反修和研究報告等各種途徑來獲取機械產品發生故障的詳細信息,建立收集數據的基本要求和規范,吧所搜集到的數據匯總于企業內部,進行集中管理,建立可靠性數據庫,能為可靠性設計提供重要依據。
3、機械產品可靠性的分析
機械產品質量好換的主要標準是產品功能、產品壽命、產品價格、產品安全、產品外觀,這之中產品功能是第一位的,產品喪失了規定的功能叫失效。分析產品的可靠性即研究產品的安全問題,衡量產品質量好壞的一個重要標準就是產品可靠性,包括產品是否安全、是否耐用、能否維修。在產品的實際應用中,需要進行定量的分析計算,這就要建立產品可靠性的指標體系。通過產品的可靠性分析能夠預測產品所期望的可靠性,以開展比較研究,排除最薄弱的環節。多年來關于可靠性分析的方法可以總結為數學模型法和物理原因發兩類。
4、機械產品可靠性的實驗
一個十分復雜的機械產品私有產品零件、產品部件組、產品子系統、產品設計組與功能載體逐步組裝成的。對實驗產品的可靠性進行研究并不是一個簡單的過程,在此之前應當獲取準確的可靠性數據,通過分析數據特征,對比各項數據信息,還需要弄清楚產品上載荷、時間、頻譜,才能為后續的實驗創造有利的條件。此外,機械產品的可靠性實驗需要有明確的實驗準則進行指引,需要依據具體的問題進行研究,在進行具體實驗時,應當要求可靠性實驗能夠分成破壞性實驗與非破壞性實驗兩種,對實驗結果也要分類討論,分別記錄實驗過程和實驗結果,保證實驗本身的科學性,不管是進行哪一種實驗,都必須準確遵循實施相關規范,在數據結果記錄時應當嚴格按照實驗前、實驗中和實驗后的方式進行數據記錄。
5、機械產品可靠性的增長
在一般的研發過程中,產品不可能一開始就達到規定的產品可靠性指標,需要經過不斷的分析、實驗、改進的過程,使產品性能不斷提高,直到達到標準,產品可靠性的增長需要在準確的可靠性數據、可靠性分析和可靠性實驗的基礎上進行,對產品的設計制作與操作進行反復分析,使缺陷暴露,然后改進,使產品不斷完善,從而提高產品可靠性。可靠性增長貫穿與整個機械產品研發的每個階段。
6、機械產品可靠性的設計
通常會在設計階段對產品系統進行可靠性的預測與分配,以保證產品系統擁有需要的可靠性,可靠性分配是指綜合考慮了子系統、各個零部件的重要程度、復雜程度和運行環境的差別后,把產品的可靠性指標自上而下一級一級的分配到產品系統的每個層次,來落實每個層次所要求的可靠性,并協調整體和各個部分,盡可能的避免薄弱環節的出現,也要避免局部較高造成浪費。可靠性設計以可靠性的實驗數據為基礎,不過實驗不會使產品可靠性提高,可靠性增長雖然能一定程度的提高產品可靠性,但是經過可靠性增長的產品不代表它已經達到了最佳的狀態,可靠性設計決定了一個產品固有的可靠性,因此可靠性設計才是產品獲得較好性能和可靠性的先決因素。
7、研究機械產品可靠性面臨的問題
越來越多的產品被要求要具有可靠性指標,所以,必須深入認識機械產品的常規設計,推廣產品的可靠性技術,這能大大提高機械產品的質量,但是推廣可靠性技術也面臨多方面的困難,造成推廣緩慢,這些問題是多方面的。產品的可靠性的提高所面臨的眾多困難不只是技術上的,更重要的是觀念上的,實際上,可靠性的價值已經逐漸被人們認識到,不管是技術人員、管理人員還是面對客戶的人員,都負有保障可靠性提高的責任。國內外的眾多學者已經在可靠性研究上取得了一些進展,只有提高產品的可靠性,產品才能在國際市場的競爭中取勝。
8、結語
總的來說,機械產品可靠性是機械研究的重要內容,對機械工程領域的發展也具有重要意義。機械可靠性的技術內涵作為機械產品研究的理論基礎,在機械產品可靠性分析和相關數據統計中發揮著重要的作用。同時,在機械可靠性實驗的引導下也讓我們進一步了解了機械產品可靠性的增長規律,為機械產品的設計和完善創造了條件。然而,在機械產品的發展道路上還面臨著一系列問題,在將來的研究中,我們應當更加全面的認識機械產品的可靠性及其相關特性,才能不斷推動機械產品實現更加長遠發展。
參考文獻:
[1] Nikolaidis E,Ghiocel D M,Singhal S.Engineering Design Reliability Applications:for the Aerospace,Automotive and Ship Industries[M].Boca Ration:CRC Press,2007.
[2]孫志禮,陳良玉.實用機械可靠性設計理論與方法[M].北京:科學出版社,2003.
[3] Zhang Y M,Wen B C,Liu Q L.First Passage of Uncertain Single Degree-of-freedom Nonlinear Oscillators[J].Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering,1998,165(4):223-231.
[4] Zhang Y M,Wen B C,Andrew Y T L.Reliability Analysis for Rotor Rubbing[J].Journal of Vibration and Acoustics-Transactions of the ASME,2002,124(1):58-62.
[5] Zhang Y M,Liu Q L,Wen B C.Quasi-failure Analysis on Resonant Demolition of Random Structural Systems[J].AIAA Journal,2002,40(3):585-586.