[转帖]机械可靠性的设计方法

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<P>机械可靠性一般可分为结构可靠性和机构可靠性。结构可靠性主要考虑机械结构的强度以及由于载荷的影响使之疲劳、磨损、断裂等引起的失效；机构可靠性则主要考虑的不是强度问题引起的失效，而是考虑机构在动作过程由于运动学问题而引起的故障。 </P>
<P><BR>机械可靠性设计可分为定性可靠性设计和定量可靠性设计。所谓定性可靠性设计就是在进行故障模式影响及危害性分析的基础上，有针对性地应用成功的设计经验使所设计的产品达到可靠的目的。所谓定量可靠性设计就是充分掌握所设计零件的强度分布和应力分布以及各种设计参数的随机性基础上，通过建立隐式极限状态函数或显式极限状态函数的关系设计出满足规定可靠性要求的产品。</P>
<P><BR>机械可靠性设计方法是常用的方法，是目前开展机械可靠性设计的一种最直接有效的方法，无论结构可靠性设计还是机构可靠性设计都是大量采用的常用方法。可靠性定量设计虽然可以按照可靠性指标设计出满足要求的恰如其分的零件，但由于材料的强度分布和载荷分布的具体数据目前还很缺乏，加之其中要考虑的因素很多，从而限制其推广应用，一般在关键或重要的零部件的设计时采用。</P>
<P><BR>机械可靠性设计由于产品的不同和构成的差异，可以采用的可靠性设计方法有： </P>
<P><BR>1.预防故障设计 </P>
<P><BR>机械产品一般属于串联系统.要提高整机可靠性,首先应从零部件的严格选择和控制做起。例如，优先选用标准件和通用件；选用经过使用分析验证的可靠的零部件；严格按标准的选择及对外购件的控制；充分运用故障分析的成果，采用成熟的经验或经分析试验验证后的方案。</P>
<P><BR>2.简化设计 </P>
<P><BR>在满足预定功能的情况下，机械设计应力求简单、零部件的数量应尽可能减少，越简单越可靠是可靠性设计的一个基本原则，是减少故障提高可靠性的最有效方法。但不能因为减少零件而使其它零件执行超常功能或在高应力的条件下工作。否则，简化设计将达不到提高可靠性的目的。 </P>
<P><BR>3.降额设计和安全裕度设计 </P>
<P><BR>降额设计是使零部件的使用应力低于其额定应力的一种设计方法。降额设计可以通过降低零件承受的应力或提高零件的强度的办法来实现。工程经验证明，大多数机械零件在低于额定承载应力条件下工作时，其故障率较低，可靠性较高。为了找到最佳降额值，需做大量的试验研究。当机械零部件的载荷应力以及承受这些应力的具体零部件的强度在某一范围内呈不确定分布时，可以采用提高平均强度（如通过大加安全系数实现）、降低平均应力，减少应力变化（如通过对使用条件的限制实现）和减少强度变化（如合理选择工艺方法，严格控制整个加工过程，或通过检验或试验剔除不合格的零件）等方法来提高可靠性。对于涉及安全的重要零部件，还可以采用极限设计方法，以保证其在最恶劣的极限状态下也不会发生故障。</P>
<P><BR>4.余度设计</P>
<P><BR>余度设计是对完成规定功能设置重复的结构、备件等，以备局部发生失效时，整机或系统仍不致于发生丧失规定功能的设计。当某部分可靠性要求很高，但目前的技术水平很难满足，比如采用降额设计、简化设计等可靠性设计方沙土，还不能达到可靠性要求，或者提高零部件可靠性的改进费用比重复配置还高时，余度技术可能成为叭一或较好的一种设计方法，例如采用双泵或双发动机配置的机械系统，但应该注意，余度设计往往使整机的体积、重量、费用均相应增加。余度设计提高了机械系统的任务可靠度，但基本可靠性相应降低了，因此采用余度设计时要慎重。 </P>
<P><BR>5.耐环境设计 </P>
<P><BR>耐环境设计是在设计时就考虑产品在整个寿命周期内可能遇到的各种环境影响，例如装配、运输时的冲击，振动影响，贮存时的温度、湿度、霉菌等影响，使用时的气候、沙尘振动等影响。因此，必须慎重选择设计方案，采取必要的保护措施，减少或消除有害环境的影响。具体地讲，可以从认识环境、控制环境和适应环境三方面加以考虑。认识环境指的是：不应只注意产品的工作环境和维修环境，还应了解产品的安装、贮存、运输的环境。在设计和试验过程中必须同时考虑单一环境和组合环境两种环境条件；不应只关心产品所处的自然环境，还要考虑使用过程所诱发出的环境。控制环境指的是：在条件允许时，应在小范围内为所设计的零部件创造一个良好的工作环境条件，或人为地改变对产品可靠性不利的环境因素。适应环境指的是：在无法对所有环境条件进行人为控制时，在设计方案、材料选择、表面处理、涂层防护等方面采取措施，以提高机械零部件本身耐环境的能力。</P>
<P><BR>6.人机工程设计 </P>
<P><BR>人机工程设计的目的是为减少使用中人的差错，发挥人和机器各自的特点以提高机械产品的可靠性。当然，人为差错除了人自身的原因外，操纵台、控制及操纵环境等也与人的误操作有密切的关系。因此，人机工程设计是要保证系统向人传达的住处的可靠性。例如，指示系统不仅显示器靠，而且显示的方式、显示器的配置等都使人易于无误地接受；二是控制、操纵系统可靠，不仅仪器及机械有满意的精度，而且适于人的使用习惯，便于识别操作，不易出错，与安全有关的，更应有防误操作设计；三是设计的操作环境尽量适合于人的工作需要，减少引起疲劳、干扰操作的因素，如温度、湿度、气压、光线、色彩、噪声、振动、沙尘、空间等。</P>
<P><BR>7.健壮性设计</P>
<P><BR>健壮性设计最有代表性的方法是日本田口玄一博士创立的田口方法，即所谓的一个产品的设计应由系统设计、参数设计和容差设计的三次设计来完成，这是一种在设计过程中充分考虚影响其可靠性的内外干扰而进行的一种优化设计。这种方法已被美国空军制定的RM2000年中作为一种抗变异设计以及提高可靠性的有效方法。</P>
<P><BR>8.概率设计法 </P>
<P><BR>概率设计法是以应力一强度干涉理论著基础的，应力一强度干涉理论将应力和强度作为服从一定分布的随机变量处理。本书第3、4章将介绍这方面内容。</P>
<P><BR>9.权衡设计</P>
<P><BR>权衡设计是指在可靠性、维修性、安全性、功能重量、体积、成本等之间进行综合权衡，以求得最佳的结果。</P>
<P><BR>10.模拟方法设计 </P>
<P><BR>随着计算机技术的发展，模拟方法日趋完善，它不但可用于机械零件的可靠性定量设计，也可用于系统级的可靠性定量设计。</P>
<P>当然，机械可靠性设计的方法绝不能离开传统的机械设计和其它的一些优化设计方法，如机械计算机辅助设计、有限元分析等。</P>
<P><BR>（转载  作者：罗大友）</P>

christy

有本书叫《实用机械可靠性设计理论与方法》不错<BR><BR>作者：孙志礼 陈良玉<BR><BR><FONT color=#cc7a00 size=3>内容提要：</FONT>本书从工程实用角度出发，全面系统地介绍了机械可靠性设计的理论及方法。内容包括：可靠性试验及数据的处理方法、概率法机械设计、截尾分布理论及其应用、概率有限元法及其应用、模糊可靠性计算方法、机构运动可靠性分析、机械系统可靠性预计。<BR>    本书可供从事机械产品设计、制造、试验、使用及管理的工程技术人员研究参考，同时也可作为研究生及高年级本科生的教材和参考用书。   <BR><BR>前言<BR>第1章 绪论<BR>1·1研究可靠性的重要意义<BR>1·2机械可靠性学科发展历史回顾<BR>1·3可靠性学科研究的范畴<BR>1·4可靠性定义及其特征量<BR>1·5可靠性中常用的概率分布<BR>第2章 可靠性试验及数据处理方法<BR>2·1可靠性试验及分类<BR>2·2分布类型的假设检验<BR>2·3指数分布的分析法<BR>2·4正态及对数正态分布的分析法<BR>2·5威布尔分布的分析法<BR>第3章 概率法机械设计<BR>3·1应力-强度模型求可靠度的方法<BR>3·2可靠度的近似计算法<BR>3·3概率法机械设计所需的部分数据和资料<BR>3·4静强度的概率法设计<BR>3·5疲劳强度的概率法设计<BR>第4章 截尾分布理论及其应用<BR>4·1截尾分布模型<BR>4·2截尾点的确定<BR>4·3截尾分布的应力-强度模型<BR>4·4截尾分布的应力-寿命模型<BR>4·5截尾分布的非恒幅应力可靠性计算<BR>第5章 概率有限元法及其应用<BR>5·1概述<BR>5·2概率有限元法<BR>5·3概率有限元控制方程的建立<BR>5·4概率有限元法的计算<BR>5·5齿轮轮齿弯曲强度的可靠度计算<BR>5·6齿轮弯曲强度可靠性概率有限元计算<BR>第6章 模糊可靠性计算方法<BR>6·1模糊集合及模糊事件的概率<BR>6·2模糊统计和常用的隶属函数<BR>6·3模糊可靠度计算公式<BR>6·4模糊可靠度的应用及计算举例<BR>6·5最大应力和最小强度组合的模糊可靠度<BR>第7章 机构运动可靠性分析<BR>7·1概述<BR>7·2机构运动可靠性基本模型及计算方法<BR>7·3曲柄滑块机构运动可靠性模型<BR>7·4盘形凸轮机构运动可靠性模型<BR>7·5机构运动可靠性模糊综合评价<BR>第8章 机械系统可考性预计<BR>8·1常用系统可靠性预计模型<BR>8·2机械系统可靠性预计模型<BR>8·3机械传动系统可靠性计算模型<BR>8·4机械系统可靠性优化设计<BR>附表<BR>参考文献

christy

谁能提供一下？谢谢

海东青

各位大虾，好久没有登陆了，为什么最近没有可下载的电子书及资料了？

jli

有这方面的电子书籍下载吗？

无水1324

那你确实好久没有来了，论坛经历了一段风波，现在已经取消了原来的资料下载板块，主要以学术交流为主的

无水1324

要下载可能要区别的地方了