浅析机械可靠性设计发展

浅析机械可靠性设计发展摘要著名科学家钱学森说过，产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。本文理清了机械可靠性的相关概念，并介绍了其重要性；同时，介绍了国外的机械可靠性设计发展情况，并归纳了我国在该领域的研究和应用现状，最终，提出了我国机械可靠性设计的发展趋势。关键词机械可靠性设计机械产品中图分类号：TH122文献标识码：A可靠性设计是使产品的可靠性要求在设计中得以落实的技术，可靠性设计决定了产品的固有可靠性。而机械可靠性是指机械产品在规定的使用条件下，规定的时间内完成规定功能的能力。根据相关数据统计，产品因设计原因而引起的故障约占总故障数的50%～60%，而产品设计对产品质量的贡献率可达70%～80%，由此可见可机械靠性设计研究的重要性。1机械可靠性概述根据国家标准的定义，可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。1.1理论研究方面在理论研究方面，机械可靠性属于边缘性学科，然而其本身内涵相当丰富，所涉及到的学科和专业比较广。机械可靠性设计方法是在常规设计方法的基础上发展起来的一种全新的设计方法，它将可靠性分析理论与数学相关方法有机地结合在一起，运用最优化方法得到在概率意义下的最佳设计的一种数值计算方法。从工程实用性角度来看，机械可靠性设计方法是较传统设计方法更为合理的设计模式，并且它能在实际应用中明显地提高设计质量和获得明显的经济效益，因此对可靠性设计方法的研究已成为目前国内外学者积极探索和研究的重要课题之一。1.2实践应用方面可靠性工程的诞生已近半个世纪的历史，以电子产品可靠性设计为先导的可靠性工程迄今发展得比较成熟，已形成一门独立的学科。世界各国对可靠性研究也越发重视。相比之下，机械产品的可靠性设计与研究则起步较晚。虽然国内外都投入了研究力量，取得了一定的进展，但终因机械产品可靠性涉及的领域太多、可靠性研究的范围大、基础性数据缺乏等原因，机械产品可靠性设计在工程实际中应用得并不如电子产品成熟。自可靠性的科学定义建立以来，在世界范围内，可靠性设计的新理论、新方法与新技术不断涌现，从而大大提高了设计水平与速度，并且广泛地应用于航空、航天、冶金、石油、化工、造船、铁路、医疗、交通运输、食品加工等各个工业部门之中，其发展之迅速、应用之广泛，远非一般应用科学所可以比拟。2国外机械可靠性设计发展可靠性问题是由美国军用航空部门首先提出的，因为据他们统计，在第二次世界大战期间，美国空军由于飞行故障而损失的飞机达21000架，比被击落的多1.5倍。从20世纪40年代开始，可靠性问题开始引起学术界和工程界的普遍关注与重视，加上随着工业化进程的加快，机械产品日趋系统化、复杂化、大型化，对各种产品的要求越来越高，使产品发生故障的机会增多。各种故障和失效不仅威胁着航空工业，也给造船、桥梁、交通运输、动力机械、化工机械、工程机械等造成威胁。可靠性技术现在越来越受到各行各业的重视。2.1美国美国上世纪60年代开始对机械产品可靠性进行了系统研究，并在机械产品可靠性理论研究和实际应用方面取得了相当进展。美国作为可靠性研究起步较早的国家之一，其在机械产品可靠性理论研究方面也处于领先的地位。2.2日本日本的可靠性设计体系来源于美国，但与之不完全相同。日本的机械可靠性设计更注重实用化，主要依靠其现有技术，通过可靠性实验及使用信息反馈，不断改进，达到可靠性增长。日本高可靠性指标产品的完成，并不是出自深奥的理论研究，而是来源于丰富设计和实践经验。2.3苏联苏联对机械可靠性的研究十分重视，将提高机械产品可靠性和寿命作为其科技发展规划的重点任务之一。其可靠性技术应用主要靠国家标准推动，发布了一系列可靠性国家标准，补充了美国相关研究的不足。3我国机械可靠性设计发展及现状3.1理论方面在我国可靠性研究开始于上世纪60年代，我国机械可靠性的理论研究，主要集中在机械行业学会、研究院所与高等院校中，一些科技研究人员和工程设计人员投入到可靠性工程的研究之中，制定了一批可靠性标准，取得了较大的成果。但总的来说，机械产品的可靠性设计水平仍然很低，与国外先进水平相距甚远，可靠性管理体系基本上没有在企业中建立起来，可靠性设计技术基本上没有在设计部门推广使用。可靠性水平提高速度较慢和可靠性设计能力较低，主要是限于可靠性工程理论的发展与传播和工程设计人员对可靠性设计方法的理解与掌握。3.2应用方面我国由于长期以来缺乏系统完整的自主开发能力，导致多数机械产品企业可靠性核心技术的缺失，以至成为机械制造大国而非强国，将直接影响到我国经济的迅速发展。4结语产品可靠性的保证是产品性能与质量的竞争的重要组成部分，就我国与世界先进国家的差距来看，我们应该清醒地认识到，可靠性技术必须要渗透到产品的设计、制造、安装与使用等各个流程当中。因此，必须面对上述这些现实，应以可靠性理论研究为先导，以现实国情为基础，结合我国机械可靠性实践的具体情况，以达到产品可靠性增长和提高企业经济效益为目的，探求出一条具有中国特色的机械可靠性设计工作的发展之路。参考文献[1]张义民.机械可靠性设计的内涵与递进[J].机械工程学报，2010（7）.[2]闫欣，等.浅谈机械可靠性设计发展舰[J].船舶防化，2011（2）.[3]张祖明，田怀祥.论机械可靠性设计工作的发展途径[J].机械设计与制造，1991（2）.