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機械產(chǎn)品在設(shè)計、制造和使用過程中存在大量的不確定性因素，例如工作環(huán)境、承受的載荷、材料性能、結(jié)構(gòu)尺寸等。實踐表明，這些不確定性因素往往都在一個較寬的范圍內(nèi)波動，呈現(xiàn)出隨機變量的特點。由于這些因素的影響，即使設(shè)計中采用較大的安全系數(shù)，也不可能保證產(chǎn)品絕對安全或可靠。因此在進行產(chǎn)品設(shè)計時，應采用可靠性設(shè)計分析方法，充分考慮不確定因素的影響，使產(chǎn)品發(fā)生失效的可能性足夠小。

機械可靠性設(shè)計技術(shù)就是概率統(tǒng)計與機械設(shè)計理論相結(jié)合的一套方法。一般來說，機械可靠性設(shè)計主要解決3類設(shè)計問題：

(1)失效概率預計

將載荷、材料性能、零部件尺寸都視為服從某種概率分布的隨機變量，借助一定的模型和公式，計算給定條件下產(chǎn)品不發(fā)生失效或破壞的概率，與安全系數(shù)一起作為“設(shè)計校核”的依據(jù)。

(2)可靠壽命預計

受隨機因素的影響，產(chǎn)品壽命的分散性很大，往往相差幾倍甚至幾十倍。利用機械可靠性設(shè)計理論，可在一定置信度下預計產(chǎn)品的壽命，將失效控制在可接受的范圍內(nèi)。

(3)可靠性優(yōu)化設(shè)計

根據(jù)給定的可靠度要求直接確定或優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計參數(shù)，保證所設(shè)計產(chǎn)品達到規(guī)定的可靠性要求。

按照研究對象的不同，機械產(chǎn)品可靠性一般分為結(jié)構(gòu)可靠性和機構(gòu)可靠性。結(jié)構(gòu)可靠性主要針對機械結(jié)構(gòu)的強度以及載荷作用下的疲勞、磨損、斷裂等失效問題；機構(gòu)可靠性主要針對機構(gòu)動作過程中發(fā)生的運動精度、功能不達標等問題。按產(chǎn)品層次的不同，可分為零部件可靠性（單故障模式為主）和機械系統(tǒng)可靠性（多故障模式為主）。

機械可靠性設(shè)計分析方法主要可分為定性方法和定量方法：

定性方法主要包括故障模式影響分析（FMEA）、故障樹分析（FTA）、可靠性設(shè)計準則、規(guī)范等。

定量方法主要包括：

（1）結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計分析方法。以應力—強度干涉模型和功能失效極限狀態(tài)函數(shù)為基礎(chǔ)，分析計算機械產(chǎn)品關(guān)鍵故障模式的失效概率；

（2）系統(tǒng)可靠性分析方法。以串并聯(lián)模型為基礎(chǔ)，考慮多個故障模式及其相關(guān)性，分析計算機械系統(tǒng)的失效概率。

（3）壽命分析方法。針對疲勞、磨損等耗損型或損傷累積型的失效，建立壽命模型預計壽命。

（4）可靠性優(yōu)化設(shè)計方法。根據(jù)給定的可靠性要求，直接優(yōu)化設(shè)計方案和設(shè)計參數(shù)，實現(xiàn)綜合性能的最優(yōu)。