傳動(dòng)機(jī)械的模糊可靠性分析計(jì)算研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，性能參數(shù)越來越高，工作環(huán)境條件更加嚴(yán)酷，由于產(chǎn)品更新?lián)Q代周期的縮短使可靠性設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)更加缺乏，往往因一個(gè)零件設(shè)計(jì)不當(dāng)而失效造成災(zāi)難性的后果，即使有些機(jī)械產(chǎn)品由于采用了新原理、新材料、新工藝而簡化了結(jié)構(gòu)，但對(duì)其可靠性的要求也不斷提高。可靠性問題的提出，首先是從軍用航空電子設(shè)備開始的。對(duì)可靠性問題的系統(tǒng)研究是從1952年開始的。當(dāng)時(shí)，美國國防部成立了著名的電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)（AGREE），并于

2、1957年6月4日發(fā)表了第一個(gè)報(bào)告。這個(gè)報(bào)告的內(nèi)容為可靠性工程學(xué)科奠定了理論基礎(chǔ)?？煽啃允呛饬慨a(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，產(chǎn)品的可靠性問題不僅影響產(chǎn)品性能，而且影響一個(gè)國家的國計(jì)民生和社會(huì)的安全與穩(wěn)定。努力提高產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性，不僅可以防止故障和事故的發(fā)生，而且可以避免產(chǎn)品開發(fā)時(shí)頻繁的“事后更改”現(xiàn)象，從而縮短開發(fā)周期、節(jié)約開發(fā)成本、降低維修費(fèi)用和其他由于可靠性不高而產(chǎn)生的附加費(fèi)用。 隨著各種新型復(fù)雜系統(tǒng)的建立和工程項(xiàng)目的實(shí)施，常規(guī)可靠

3、性設(shè)計(jì)理論與工程實(shí)踐的矛盾日益突出。人們認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)中除了存在隨機(jī)現(xiàn)象外，還存在大量的、不可避免的模糊現(xiàn)象，而常規(guī)可靠性設(shè)計(jì)理論對(duì)處理模糊現(xiàn)象又無能為力。面對(duì)常規(guī)可靠性設(shè)計(jì)理論所處的困境，需要有一種既能描述系統(tǒng)的復(fù)雜性和模糊性，又能將設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)定量表示出來，從而能正確描述系統(tǒng)可靠性真實(shí)狀態(tài)，給出相應(yīng)的可靠性設(shè)計(jì)與分析的數(shù)學(xué)工具，這種數(shù)學(xué)工具就是模糊數(shù)學(xué)。機(jī)械模糊可靠性設(shè)計(jì)理論主要研究內(nèi)容應(yīng)是在常規(guī)可靠性設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，將模糊數(shù)學(xué)方法

4、與隨機(jī)方法結(jié)合起來，研究具有模糊現(xiàn)象和（或）隨機(jī)現(xiàn)象的機(jī)械零部件和機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法的一門學(xué)科。模糊可靠性設(shè)計(jì)理論是在系統(tǒng)中有不容忽視的模糊現(xiàn)象（信息）時(shí)，對(duì)常規(guī)可靠性設(shè)計(jì)理論的一個(gè)有益的補(bǔ)充，它將為常規(guī)可靠性設(shè)計(jì)理論處理模糊現(xiàn)象（信息）提供一種途徑。 在模糊可靠性設(shè)計(jì)方面，存在模糊信息時(shí)的可靠度計(jì)算理論還不成熟，而模糊可靠性的計(jì)算是模糊可靠性設(shè)計(jì)從理論走向?qū)嵱玫幕A(chǔ)，因此完善模糊可靠度的計(jì)算理論是非常有意義的。故作者對(duì)傳動(dòng)機(jī)械

5、整體可靠度的計(jì)算方法進(jìn)行了研究。本文在現(xiàn)有可靠性的研究成果基礎(chǔ)上，主要進(jìn)行了以下幾方面的研究： 1) 結(jié)合具體情況，對(duì)一些受模糊因素影響較大的零件如：齒輪、軸等零件，建立了各相關(guān)變量的均值及方差的數(shù)學(xué)模型，在隸屬函數(shù)分別取不同形式的條件下，討論了它們在不同失效模式下的模糊可靠度數(shù)學(xué)模型。 2) 對(duì)于一些受模糊因素影響較小的零件如聯(lián)接結(jié)構(gòu)，則總結(jié)了它們在不同失效模式下的常規(guī)可靠度數(shù)學(xué)模型。 3) 對(duì)機(jī)械系統(tǒng)可

6、靠性求解方法進(jìn)行了分析。機(jī)械系統(tǒng)多數(shù)是串聯(lián)系統(tǒng)，因此僅對(duì)機(jī)械串聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性理論研究。 4) 在機(jī)械設(shè)計(jì)中，可靠性設(shè)計(jì)相對(duì)于傳統(tǒng)的安全系數(shù)法煩瑣，特別是模糊可靠性設(shè)計(jì)計(jì)算量大，故在VB和SQL Server的平臺(tái)上開發(fā)了一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助可靠度計(jì)算系統(tǒng)來減輕大量的計(jì)算負(fù)荷。 近十幾年來，人們對(duì)存在模糊信息時(shí)的模糊可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的研究，但迄今為止，研究進(jìn)展緩慢。特別是在模糊可靠性設(shè)計(jì)方面，存在模糊信息時(shí)的可靠度計(jì)算理

7、論還不成熟，而模糊可靠性的計(jì)算是模糊可靠性設(shè)計(jì)從理論走向?qū)嵱玫幕A(chǔ)，因此完善模糊可靠度的計(jì)算理論是非常有意義的。另外，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，可靠性設(shè)計(jì)相對(duì)于傳統(tǒng)的安全系數(shù)法煩瑣，在很多可靠性要求不高的情況下人們很少使用它，特別是模糊可靠性設(shè)計(jì)計(jì)算量大，掌握這方面知識(shí)的人又比較少，所以還沒有大量應(yīng)用于實(shí)際工程中。故作者開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助可靠度計(jì)算系統(tǒng)是有實(shí)用意義的。我們相信隨著計(jì)算手段的不斷提高，人們對(duì)可靠性認(rèn)識(shí)的不斷加強(qiáng)，模糊可靠性設(shè)計(jì)將會(huì)被人們