機械工程的可靠性優化設計分析

摘?要：隨著經濟的發展以及科技的進步，人們對于機械產品的要求也越來越高。所以機械產品在滿足功能性和多樣性的同時，更需要滿足可靠性的要求，所以文章針對機械工程產品的可靠性設計方面加以闡述分析。

關鍵詞：機械工程;可靠性;優化設計

一、 機械工程產品可靠性設計現狀概述

機械工程產品的可靠性通常是靠其自身功能穩定性來決定的，主要看其能否在特定時間內實現應完成的工作，因此，機械工程可靠性優化設計主要是提升產品的穩定性與耐用性，但是就我國目前發展現狀來看，對機械工程的設計工作仍存在一些欠缺，母線現有的可靠性優化設計仍然處于初期階段，雖有成績，但與發達國家相比還是存在差距。機械工程可靠性優化設計可以幫助提高機械產品的可靠性，更好地滿足市場發展需求，其是值得行業人員繼續探究的問題。新時期信息技術的高速發展也在帶動著機械技術的進步，在機械工程的可靠性優化設計上，可以更多地應用到信息技術，減少了機械工程可靠性優化設計工作上花費大量的人力、物力和財力，使其變得更加高效，并以此來實現高質量的機械工程產品。

二、 可靠性設計方法

（一）魯棒設計法

魯棒設計法，是由日本的機械設計師提出的，以統計分析為基礎，主要是根據產品的不可用性為用戶產生的損失來評判設計的可靠性。其中的損失指的是流失的可用性與合格可用性的比值，流失的可用性越大則可靠性越差，即產品合格性越差，說明產品質量不合格。因此，降低流失可用性是關鍵因素，也是提升產品質量的重點，可以通過嚴格審核產品設計、加強生產材料質量檢驗，優化生產加工工藝、強化產品調試試驗等提升產品可靠性。

（二）降額設計

跟蹤機械產品的應用過程，獲悉大量的數據，分析表明故障率較低的產品在使用時的實際工作壓力都小于額定工作壓力。所以為了獲取最佳的降額方法，需要在反復的實踐過程中，將產品以及內部的各個零件的平均應力減小，將盡可能多的零件的強度提高。這樣就可以提高機械產品的可靠性。總而言之，降額設計的宗旨就是首先確保產品的所有零部件實際承受的應力都在額定的范圍之內，然后再進一步降低所有零部件的應力以提高產品的質量。

三、 機械工程可靠性優化設計

（一）設計環節的可靠性設計

機械產品的設計環節比較復雜，需要考慮的因素很多。總的來說，機械產品設計需要考慮兩大塊內容，第一大塊就是產品的整體裝配過程，第二大塊就是零件的獨立設計。基于這兩大塊內容，機械產品的可靠性設計主要有兩種思路。第一，先把機械產品作為一個整體進行分析，再把每一個零部件作為整體系統的一個子系統進行考慮。在這種設計思路下，需要對整個系統理解透徹，把握好各個環節的銜接性，以保證系統整體的可靠性，還需要在滿足系統整體可靠性的情況下對每一個子系統進行細致的研究，確保每一個子系統的可靠性滿足要求。需要考慮每一個子系統可能出現的故障類型以及這種故障類型對整個系統的影響，設計的時候把可能出現故障的應對策略都考慮進去。第二，以子系統為設計中心，保證任何一個子系統的設計都能在滿足各種設計規范的基礎上滿足市場的需求，子系統的設計需要落實到每一個零部件，保證每一個零部件的可靠性。由于在整個機械產品的結構組成中，不同的零部件的重要性是不同的，所以還需要針對關鍵零部件進行重點設計和獨立測試，以保證其質量和可靠性滿足要求，保證整個產品的可靠性滿足最優化要求。

（二）產品制造可靠性

設計的優化也只是給機械產品一定的架構，最終實現環節仍是靠機械制造來實現，若是制造環節與設計環節存在偏差，則還是說明可靠性設計不足的問題仍然存在。為了保證機械產品的可靠性，第一，要注意的就是機械產品的零部件裝配問題，保證零部件能夠按照設計進行有效安裝，并且不損耗過多的材料，這樣才保證可靠性設計的基礎。第二，需要注意不同產品的工藝流程也是不同的，在設計時應為制造階段設計出合理且高效生產流程，通過設計實驗找出產品的實際制造階段存在的弊病，進而保證機械工程整體的可靠性。所以，機械產品制造過程的可靠性設計需要把握住機械零部件的裝配和工藝流程的選擇兩個重要環節，保證整個產品的可靠性滿足最優化要求。

（三）使用及維修的可靠性設計

機械產品使用過程對產品的可靠性影響具有舉足輕重的地位。因此，首先，在機械產品設計過程中需要針對產品的特點確定合理的使用年限，明確使用環境要求。其次，需要針對進行有效維修設計。通過對產品使用狀況的綜合評估，明確可以進行維修的內容，可以選擇的維修方式，明確零部件可能出現的故障類型，各種故障類型出現的平均周期，設計合理的維修方案。

四、 結語

綜上所述，機械工程的可靠性是依靠優化設計來實現的，設計人員應結合實際情況選用不同的設計方法，如文章提到的魯棒性設計和降額設計都是可行性較高且實際應用效果良好的設計方法。近年來，國家相當重視機械設計水平，這是與國家發展息息相關的重要產業，實現機械設計改革也是國家經濟深化改革的一部分，因此，需要改變傳統的機械設計理論，采用更加先進的理論與時代發展趨勢相適應，這就需要行業內的專業人員研究出更加完善的機械設計理論，加強機械工程的可靠性優化設計，使得設計出的機械產品更加適應時代需求，有著更加廣泛的應用市場，提升競爭力。

參考文獻：

[1]顧士林.機械工程的可靠性優化設計分析[J].內燃機與配件，2018（24）：216-217.

[2]柏洪武.機械工程的可靠性優化設計分析[J].河北農機，2018（10）：51.

作者簡介：李亞，河北科技大學。