现代机械设计可靠性研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2024 年 01 月 11 日 作者简介:魏德斌(1989),男,汉族,黑龙江庆安人,大学本科学历,蒂普拓普(天津)橡胶技术有限公司,初级工程师,研究方向为现代机械设计可靠性研究。-1-现代机械设计可靠性研究 魏德斌 蒂普拓普(天津)橡胶技术有限公司,天津 300000 摘要:摘要:机械结构的可靠度是确保装备系统在使用年限内能够正常工作的关键。在现代工业生产中,随着生产工艺的不断进步,对机械设备的可靠性提出了更高的要求。为提高装备的可靠性、延长其使用寿命、减少维修费用,对其进行了合理的设计与优化。在此基础上,本文对现代机械设计可靠性进行研究,通过本项目
2、的研究与应用,能够为工程设计人员与企业提供科学的参考依据与决策依据,对提升机械结构的可靠性与综合性能具有重要意义。关键词:关键词:机械工程;可靠性;优化设计 中图分类号:中图分类号:TH122 0 引言 随着技术水平的不断提高,企业对机械装备的可靠性提出了越来越高的要求。以往的机械设计仅注重功能性、功能性,却忽视了可靠性。然而,一旦设备失灵或停机,将给企业带来很大的损失。因此,对机械工程进行可靠度优化设计的研究具有十分重要的意义。1 机械工程可靠性优化设计的现状 机械结构可靠性优化设计就是为了提高机械设备的使用性能,延长其使用寿命,减少维修费用。目前,这方面的研究与应用已有一定的发展,但仍然面
3、临若干亟待解决的问题。在可靠性分析与评价中,目前已经有了较为成熟的方法,主要有失效机理与影响分析、可靠性预测与实验验证等。该方法能使工程技术人员迅速地找出失效的类型,找出可能存在的安全隐患,制定出最优的设计方案。但是,现实中的机械系统通常比较复杂,对模型的要求也比较高。从材料选择、结构优化和工程优化等多个角度对其进行了深入的研究。在综合考虑各种因素如强度、刚度及耐久性的基础上,对整机进行了优化设计,以提高整机的可靠性。但是,对于具体的优化策略与方法,还有待于针对实际问题逐一进行研究与验证。在进行可靠度优化设计时,应将维修决策与维修费用相结合。因此,如何减少维修费用,并使维修与更新变得更加容易,
4、也是目前的研究热点。在工业 4.0、物联网等新时代背景下,如何将可靠性工程和智能技术有机地融合起来,对设备进行智能监测、远程诊断、预测维修等方面的研究也受到了广泛的关注。2 现代机械设计可靠性方法 2.1 计算机辅助设计(CAD)CAD 是现代机械设计中不可或缺的一部分,它是工程技术人员进行数字化设计的必备工具。CAD 软件的应用,不但可以提高产品设计的准确性和效率,还可以大大减少产品的研发费用和时间。同时,CAD 软件提供的虚拟试验与模拟功能,使工程人员能够在生产前对其进行全面评价,提升产品的质量与耐用性。在今后的机械设计中,这种 cad 技术仍将起到很大的作用1。2.2 计算机辅助工程(C
5、AE)计算机辅助工程(CAE)是现代机械设计的一个重要组成部分。本课程包含了有限元法、计算流体动力学等工具的应用。该软件可对机械系统进行准确的仿真与分析。CAE 技术的应用,使工程师能够在生产之前发现并排除可能存在的问题,减少试验费用,提高产品的可靠性与品质。技术的成功实施,将为新型机械结构的研发提供重要的理论支撑,同时也将促进工程领域的革新与发展。2.3 网络技术 在机器领域,很多人以为自动化和互联网没有关系,其实不然。互联网时代,互联网已成为人类成长与沟通的重要平台,而机械设计也不例外。在今后的中国科技期刊数据库 工业 A-2-发展过程中,将计算机网络技术和自动设计技术紧密地融合在一起,以
6、掌握产业发展的最新动向,为将来的产品研发创造有利条件。2.4 数字技术 数字技术已成为一种对生产与服务产生正面影响的科技。在自动机床的研制和制造中,产生了海量的生产数据。通过对这些数据的有效分析,可以实现对设备的实时监测,发现设备出现的故障及安全隐患。3 机械可靠性优化设计原则 3.1 机械产品复杂多变性原则 随着科技的进步,经济的发展,市场的竞争也日趋激烈,人们对产品的性能、品质提出了更高的要求。机械装备的可靠性是生产效率、产品质量以及企业形象的重要组成部分。在机械行业中,对产品的要求越来越高。比如,汽车工业对汽车零部件的可靠性提出了更高的要求,既要确保其在复杂路况下的工作性能,又要确保其安
7、全;航空工业对飞行器的可靠性提出了更高的要求。要保证在恶劣的环境及高风险的环境中的飞行安全;在能源方面,对动力装置、发电机组的可靠性提出了更高的要求3。通过对可靠度的最优,可以全面地考虑系统的可靠性。首先,在设计过程中,要对产品进行合理的规划,对所需的材质、规格进行合理的选用,并采取适当的加工技术,使其具有较高的可靠性与使用寿命。其次,在运行与维修阶段,要针对企业的实际状况,制定出定期检修、更换备件的方案,以减少维修费用,减少失效的风险。同时,采用先进的监测技术与智能化方法,对设备的运行状况进行实时监测,并对可能发生的故障进行预警,从而提升系统的运行效率。3.2 机械市场实际发展原则 在激烈的
8、市场环境下,顾客的需求也在发生着改变,这就要求企业在激烈的竞争中,提高产品的可靠性。顾客对商品的信赖度和品质都有了更高的要求。消费者不再仅仅关注产品的功能和价格,还要有好的性价比,还要有更长的使用时间,以及更好的使用经验。消费者期望采购高可靠性、低维护频率的产品,以降低由于失效所造成的时间与费用损失。这样,就能使产品的可靠性得到最大程度的提高,从使其能够更好地满足顾客对高品质产品的要求;在激烈的市场竞争中,企业要想获得持续的竞争优势,就需要不断提高自己的竞争力。通过对可靠性进行优化设计,保证了产品在工作中的稳定性、可靠性,减少了故障率,减少了维修费用,提升企业的综合性能与经济效益。帮助企业在市
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