機械工程的可靠性優化設計分析

摘?要：機械工程產品的可靠性是指產品能夠真正實現其所宣傳產品的功能。隨著社會需求的不斷擴大，變得越來越重要，因為大多數人對產品提出了更多的需求，同時，產品功能實現的真實性也變得越來越重要。因此，對機械工程的可靠性優化設計就顯得十分必要。其中，可靠性優化設計還應遵循相應的原則，即必須在滿足時間、資金和相應性能的基礎上進行，使產品實現其可靠性。這種技術不僅涉及傳統技術的變革，而且與環境等諸多領域有著密不可分的關系。

關鍵詞：機械工程;可靠性;優化設計;分析

一、 我國的機械工程的可靠性優化設計的必要性

（一）社會的需求

隨著社會的不斷發展和科學技術的進步，越來越多的產品出現在市場上。人們對產品質量也逐漸有了更高的要求。更注重人的素質和外在表現。因此，企業要實現可持續發展，就必須保證機械產品的可靠性，這也是進行機械工程可靠性優化設計的重要原因。

（二）科技的進步，產品復雜性增強

21世紀是科學技術飛速發展的階段。它給我們帶來的好處逐漸開始擴散到生活的方方面面。當然，也包括機械產品的升級換代。一方面，它的升級使產品的功能越來越復雜，另一方面，也意味著機械產品的生產者需要花費更多的精力來實現產品的性能，即可靠性。因此，機械工程可靠性優化設計應運而生。

二、 可靠性設計方法

可靠性優化設計主要采用的方法有魯棒設計法和降額設計法。

（一）魯棒設計法

穩健設計方法是日本機械設計師田中玄一首先提出的基于統計分析的穩健設計方法，主要是根據產品不可用給用戶帶來的損失來評價設計的可靠性。損失是指可用性損失與合格可用性的比率。可用性損失越大，可靠性越差，即產品合格性越差，表明產品質量不合格。因此，減少可用性損失是提高產品質量的關鍵因素，也是提高產品質量的重點。通過嚴格審查產品設計、加強生產材料質量檢驗、優化生產加工工藝、加強產品調試試驗等措施，提高產品可靠性。

任何一種機械產品都有不同程度的靈敏度，因為機械產品設計功能的實現受到制造因素、使用環境因素和使用壽命等因素的影響。

（二）降額設計法

跟蹤機械產品的應用過程，得到了大量的數據。分析表明，低故障率產品的實際工作壓力低于額定工作壓力。因此，為了獲得最佳的降額方法，有必要在反復實踐過程中降低產品和內部零件的平均應力，從而盡可能多地提高零件的強度。這可以提高機械產品的可靠性。降額設計的目的是保證產品各部件的實際應力在額定范圍內，進而進一步降低各部件的應力，提高產品質量。

三、 機械工程中可靠性優化設計的應用

（一）產品設計環節

在機械工程產品的設計工程中，最關鍵的環節是產品的整體裝配和零件的裝配。機械產品由于其非常精密的系統，需要有足夠高的可靠性。機械產品的優化主要包括以下幾個方面：首先，要了解和掌握機械制造的全過程，同時要分析各部件的可靠性，進而推斷出整個機械工程產品的可靠性，并根據推測結果進行指標設計;其次，為了滿足零件間可靠性指標的要求，應將機械產品的整體性能分配到各個零部件上。一般來說，可靠性分布的評分方法有再分配法、比例分配法和等分配法。對于單個零件的設計過程，為了保證零件符合國家標準和規范，需要進行嚴格的比對和評審，以保證機械工程的整體可靠性。可靠性試驗也是十分必要的，尤其是關鍵部件的可靠性試驗。需要對可能出現的問題進行調整，直到達到性能可靠的優化設計要求。

（二）產品制造環節

為了提高產品的整體質量，必須對機械質量控制給予足夠的重視。在加工工藝上，要選擇更高的技術水平，完善技術規格，才能有效提高機械制造的整體水平。機械產品制造的每一個過程都是非常關鍵的。可靠性優化設計需要考慮加工材料和設備，在綜合考慮的基礎上，制定出一套真正有效的優化設計指標。

（三）使用維修階段

有些機械產品是磨損產品，所有產品都有使用壽命。產品的使用壽命不僅關系到產品本身的設計，也關系到產品以后的使用和維護。如果在機械產品的維修階段采用正確的維修方法，可以有效地延長設備的使用壽命，這相當于大大提高了資源的利用率。為了做到這一點，我們需要相關人員從實際情況出發，通過自己的思考和邏輯判斷，明確產品需要維修的部位和具體的維修方法。經驗豐富的維修人員通過優良的維修手段，可以大大提高某些產品的使用壽命。因此，在機械工程維修可靠性優化設計過程中，不僅要控制維修成本，而且要考慮可靠性維修的準確性。這樣，一旦產品出現故障，就能迅速發現問題點并及時糾正，從而延長機械產品的使用壽命。

四、 結語

綜上所述，近年來，我國機械產品行業不斷發展，人們對產品的質量和性能給予了前所未有的重視。但由于我國機械制造業起步較晚，其可靠性設計水平遠遠低于其他發達國家，加之我國教育造成的可靠性設計人才匱乏，機械企業忽視了自身的可靠性設計研究。這使得我國機械產品的可靠性不能滿足市場的需求，于是機械工程可靠性優化設計應運而生，這無疑將對我國機械工業的發展起到巨大的推動作用。

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作者簡介：安鳳軍，遼寧省丹東市。