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摘要：随着科学技术的发展，我国的机械制造工业取得了很大的进步，机械工程项目开展的也越来越多，在我国经济中的地位也更加重要。在机械工程设计中，需要对机械进行可靠性的优化设计，进而提高机械工程的质量和性能，实现资源的优化利用。鉴于此，文章重点就机械工程的可靠性优化设计进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：机械工程；可靠性；优化；设计
引言
产品的可靠性优化设计是以产品功能的可靠性使用为目的而应运而生的产物，从产生开始到现在，已经得到了迅速的发展与广泛地使用。在进行机械工程的产品设计时，将可靠性理论与技术应用于其中，并根据需要与可能，将产品的可靠性使用作为优先考虑的设计准则；在满足时间、费用及性能的基础上，让设计出的机械工程产品符合可靠性的要求。可靠性的设计问题在涉及传统的设计技术的同时，也与价值工程、系统工程、环境工程及质量控制工程等有着密切的关系。因此，可靠性设计是多学科与多技术相互交叉融合的一种新兴技术。
1机械工程可靠性设计的现状和研究背景
1.1可靠性设计的现状
由于受到过去的很多问题的干扰，我们国家的机械制造行业发展的不是很好，尤其是对比西方国家来看，差距更是明显。与之相关的可靠性分析工作更是发展得非常缓慢。一直到1980年之后，我们国家才在这方面有了一定的突破，而且还成立了专门研究机构，培养了许多优秀的工作者。不过从总的层面上来看，此类研究过分地看重理论层面的内容，没有注重发展实践，和西方国家相比来看还是有着很多的差异。
1.2可靠性设计的研究背景
随着时代的变化，人们的意识在不断地变化，人们不再过于注重产品的外观，而是更加重视产品的功能。因此，企业应在机械化水平和可靠性这两个方面来提高产品的质量，这样机械制造业才能更好的发展下去。产品结构随着科学技术的迅猛发展变得愈来愈复杂，功能也愈来愈新颖。产品设计是一个不断深化的过程，产品能够在设计过程中得到不断的改进和完善。在投入市场之前，产品应当进行初步的试验。这个过程是为了保证产品能更好的满足市场需求，在这之后产品才能进行大批量的生产。在生产过程中，我们能够发现产品的很多问题，对其使用功能有着最大影响的是它的设计和可靠性。在产品生产的初期，企业应十分重视产品的初期设计和工艺可靠性。在问题发生的萌芽阶段，就应该消除问题，这样才能更好的提高产品的可靠性。与此同时，这样也能够实现产品的生产目标。可靠性设计涉及的范围是非常广，除去一些比较传统的设计技术，它还涉及到多种学科的内容，包括计算机工程和环境工程的很多内容。因此，在进行可靠性设计的同时，应重视各个学科的内容。我们不仅仅可以在工业中应用到可靠性设计，在航空领域和军事领域也可以应用到可靠性设计。
2机械工程可靠性的发展过程
人类最初开始分析可靠性工艺已经是七十年之前的事情了，通过分析它的发展历程我们可以将其分成以下两个时期：第一，初期探索时期。在二战中，英美等国家的很多重要武器在作战的时候经常发生机械问题，这就会影响作战，从那时开始人们就意识到设备可靠性的重要性，所以可靠性研究工作就进入到了筹划时期，接着英美德等国家针对不同军事装备提出了相应的可靠性指标。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆1942年，美国麻省理工学院在真空管的可靠性研究上取得了相当大的成效，这表示着该项研究工作进入到了探索时期；第二，过程发展时期。在历经了早起的探索时期之后，该项研究工作做开始朝着较为成熟的方向发展，人们将该时期叫做过程发展时期。在这个时期里，那些比较重视制造业的国家，像是英美等开始进行生化探索，而且获取了许多显著的成就，这就在无形中使得该项研究工作今后的发展方向有了保障，使其进入到全新的发展时期。可靠性技术的国际化主要体现在各种国际学术组织的确立、国际可靠性和可维护性技术委员会的成立。
3可靠性设计在机械工程中的应用
3.1计划期的可靠性设计
计划期的工作依据是新型科研成果发布、市场需要程度与客户订货实际情况。设计工作人员要利用准确的市场情报与技术指标，制定出可行性技术方案，对多种方案进行利弊比较，综合考虑到可靠性、适用性与经济性指标，完成合理的设计任务目标制定工作。在这一时期，可靠性工作实际上就是产品可靠性展望，它的工作目的有两个：第一，找出产品可能存在的薄弱环节，给接下来的技术设计时期提出纠正指导；第二，寻找到值得改进的方向，使产品再度开发成为可能。可靠性展望若想完成指标的分配确定，需要根据产品自身的功能及客户的实际要求，完成相对应的指标数据值建立，比如说寿命、可靠程度、失效率等，再按照特定的方法原则，逐步分配可靠指标。
3.2方案期的可靠性设计
在这一时期，需要正确处理创新同借鉴的关系，做到以下几点：第一，要分析机械的功能；第二，由设计人员提出各种可行性方案；第三，把不同的方案进行技术分解，寻找到最佳的组合形式。在方案设计期，是对机械整体进行初始设计，此阶段机械设计工作人员一定要对准备解决的方案进行正确评价。可靠性评价及可靠性设计指的是同一体系内，根据工作原理图、拟定方案，进行抽象简化而得出来的设计体系。如果从可靠性指标来看，越复杂的机械系统，其可靠程度就会越低。若想保证系统可靠，就一定要增加并联系统，而这样做当然会使产品成本上升。所以在这一阶段，可靠性方法的确定需要拟定系统初步的验算分析，继而确定系统整体事件，及整体同部分之间的关联。
3.3技术期的可靠性设计
机械设计的技术期发展目标是形成总装配图以及各个部件的装配图，用草图的设计来确定各个零件的基本尺寸与外形，还包括每一部件间的相连方式，部件外形与尺寸等等。最后需要确定零件的总装配图、分部件装配图、工作流程图。这一时期首先需要对机械设备进行动力与运动设计，在此基础上完成零部件的设计，并对重点部位及零部件进行工作性能校验，接下来设计分部装配草图以及总装配草图。所有草图完成之后，需要进行精确性核验。正因为技术期是整个机械设计中最为重要的时期，所以这个时期的可靠性工作就相对比较多。对于单个零件设计来说，这个阶段已经确定了其荷载，同时根据刚度、强度、稳定性的实际情况，来确定出零部件的设计尺寸范围，这样才能够保证零件的质量。
3.4编制期的可靠性设计
上面的工作基本就是通过相关的数据和经验来进行机械设计，而这个阶段主要任务就是对机械产品采取一些方法进行实验，通过对实验结果的仔细分析，得出产品的性能。把机械设计的可靠性理论研究运用到实际的可靠性实践当中，能够更好地提高机械设计的可靠性，提高产品质量。但是在实际工作的过程中，我们需要对具体的实践操作进行指标确认，并把得出的数据编制到生产的技术文件当中，进而给可靠性生产提供支持。
结束语
综上所述，可靠性设计方法在机械产品设计制造过程中所要考虑的因素要全面，如果独立的进行可靠性标准分析，产品在质量就得不到提高。因此，在机械产品制造设计过程中安全分析生产各个环节和零件部件的可靠性，这些考虑因素在机械业逐步发展中得到了不断的完善和改进。
参考文献：
[1]李秀丽.有关机械工程可靠性优化设计的探讨[J].建材与装饰，2017，（15）：67-68.
[2]张婷婷.浅谈机械工程的可靠性优化设计[J].科技创新与应用，2017，（08）：153.
论文作者:郑圆圆,张记超,赵书祥
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/20
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