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摘要：可靠性设计理论在机械产品领域中的应用是提升产品可靠性的重要途径。实际应用过程中应正视不同阶段可靠性设计理论的内涵，立足于现行可靠性设计理论的优势与不足，在未来研究中从灵敏度、优化设计以及稳健等角度对产品可靠性进行判断，以此使机械产品投入使用后获得更多的效益。本文对机械零部件的可靠性设计分析进行了探讨。
关键词：机械零部件；可靠性设计；分析
对机械零部件可靠性进行分析，需要结合其结构特点对各项影响因素进行简要研究，掌握不同因素变动对零部件可靠性的影响。选择合适的可靠性计算方法，来确定机械零部件可靠度，然后对其进行可靠性设计，对传统设计方法中存在的保守性以及不合理性进行优化，减少零部件在服务寿命中出现的失效次数，提高零部件使用有效性，在根本上来提高其加工综合效率。
1机械零部件可靠性设计理论
在进行机械零部件可靠性设计的时候，最初的理论依据是概率论，具有较大的不确定性，后来又逐渐出现了以模糊理论为基础的模糊可靠性，但是在利用这两种可靠性模型进行计算的时候，都会涉及到较多的数据，计算任务较重，可靠性设计难度较高。为了简化可靠性设计过程，减轻计算任务，对可靠性设计经过不断改良、优化，将结构概率、模糊以及非概率设计理论优点相结合，形成了一套更加实用的可靠性设计理念。通过利用三种相结合的可靠性设计理念，可以利用少量数据完成模型的构建，减轻了计算任务，提高了数据利用率，能够更加真实的将机械零部件的应用性能表现出来，使得可靠性设计理论日渐完善、成熟，为机械零部件提供了更加准确、可靠的理论依据以及数据支持，对新产品的设计及开发具有重要的参考作用
2可靠性设计理论的研究现状
在机械零件设计领域中，关于可靠性设计的相关理论不断完善，但实际用于设计过程中的理论仍表现出一定的局限性，应用较为普遍的主要以概率可靠性、模糊可靠性分析为主。这两种分析方式可有效判断设计中存在的不确定性因素，然而由于在参数概率定义中要求引入大量的数据，涉及的计算量极大。以概率可靠性分析为例，一旦其中的数据参数出现误差，机械产品设计中整体结构可靠性将会出现问题，所以需保证引入的数据信息更为准确。同时，应注意在可靠性分析中，随机性、模糊性二者在概念上存在明显的差异，如模糊概率分析方式，其通过可靠度值的计算与的具体的失效概率进行的可靠性设计的判断。另外，对于这种随机性、模糊性问题，有学者也提出利用区间可靠性进行概率指标的界定，但最终发现即使引入增光设计变量方式，也很难达到优化的目标。因此，当可靠性设计理论分析中既存在概率变量，也有非概率变量的情况下，应注重应用二者的混合模型，可使可靠性分析更为准确。现行较为完善的可靠性设计理论主要表现在混合可靠性模型方面，其主要由国内学者提出，充分将概率、非概率以及模糊等指标全部融入其中，使机械结构安全情况得以准确反映出来。同时，该种方式能够将机械零件投入使用的相关数据信息进行收集，并将信息存储与的可靠性数据库内，这样在产品后期设计与完善中具有相应的参考。
3机械零部件可靠性设计分析
3.1可靠性优化设计
可靠性优化设计是指以保证机械零部件原有可靠性为首要条件，根据其工作环境以及多方面情况，对机械零部件的结构进行调整，优化其使用性能，实现更加理想的应用效果，在规定的工作环境中能够发挥更大的应用功效。在对可靠性进行优化的时候，要利用数学知识构建数学模型，以零部件强度、刚度等性能设计标准为约束条件，利用函数知识对模型进行计算、分析，得出与机械零部件相关的各种数据值，以此作为设计依据对可靠性设计方案进行调整，实现可靠性优化设计。
3.2可靠性灵敏度设计
可靠性灵敏度设计是可靠性设计中的重要组成部分，在进行可靠性灵敏度设计的时候，首先要找出机械零部件反应最为剧烈的影响因素，对这些影响因素所造成的影响效果进行评估，调整灵敏参数，降低或者消除机械零部件对这些灵敏参数的响应。在这个过程中要用到极限函数对设计参数进行求导，在利用相关数据与公式得出敏感参数具体数值，为灵敏度的设置提供更加准确、可靠的参考，将机械零部件的灵敏度对其可靠性的影响降到最低。
3.3可靠性稳健设计
通过可靠性稳健设计，能减小外界变化对低机械零部件可靠性的影响，即使是零部件发生变化，仍然能够正常工作，保证机械不会出现故障问题。因为机械零部件在投入使用后，会有很多不确定因素对其工作性能造成影响，通过降低零部件对这些因素的敏感程度，能够使其处于相对稳定的工作状态，不会因外界因素的影响而失效，能够继续发挥其作用。
3.4可靠性试验
在完成可靠性设计之后，需要进行试验，得出机械零部件工作状态下的各项运行数据，根据数据的反馈情况，检验机械零部件是否满足使用要求，找出其中存在的不足并加以调整和改善，提高零部件的生产质量，延长其使用寿命，减少维修情况。对试验过程中遇到的故障问题进行分析、研究，制定针对性的有效措施加以解决，杜绝实际使用过程中类似现象的发生。当机械零部件的设计方案出现变更的时候，需要重新试验，为了减少试验成本，提高试验效率，可以利用计算机软件进行模拟试验，也能实现良好的试验效果。
4可靠性设计的发展方向
（1）无故障涉及和耐久性设计
机械产品的可靠性设计研究的对象是产品的故障率。对不同的故障模式下损伤破坏发生的规律以及不可修产品与可修产品的差异进行研究，再根据研究的结果选取相应的设计方法。针对偶发性的故障，可对其进行无故障性设计，针对渐发性的故障可对其进行耐久性设计。因此，无故障性设计和耐久性设计将是今后可靠性设计发展的一个重要方向。
（2）定性设计与定量设计相结合
在针对某个机械产品进行设计时，可根据具体情况采用定性设计和定量设计相结合的方法。综合运用各种设计方法，不能仅仅拘泥于某一种设计方法。
（3）传统设计方法与可靠性设计相结合
传统的安全系数法虽然有种种局限性，但其使用时间长，且直观、简单、设计工作量小，在很多情况是可以保证机械零部件的可靠性的。并且目前机械产品的可靠性设计的推广和使用都存在一定的困难，因此还不能完全摒弃安全系数设计法。现阶段我们可以借鉴可靠性设计的理念，对传统的安全系数法进行完善和改进。
（4）加强可靠性设计数据的分析研究
要保证可靠性设计精确性和先进性是建立在应力、强度、寿命等设计参数的真实性和精确性之上的，而通常情况下能准确获取这些数据是较为困难的，而且目前这些数据也比较缺乏。因此，要重视和加强对试验数据的收集和分析，使这些数据能准确反应所设计产品的物理特性和使用特征，使这些参数对新产品的设计有更为广泛的应用和参考价值，是也是未来机械产品可靠性设计的研究方向之一。
综上所述，可靠性是衡量机械零部件质量的一项重要标准，是保证零部件使用性能良好的首要条件，影响零部件可靠性的因素众多，需要从可靠性优化设计、灵敏度设计以及稳健设计等多个方面进行综合考虑，并对可靠性进行试验，采用概率方法、模糊方法以及随机有限元法对可靠性设计进行计算，能够保证可靠性设计的精准度，提供更加可靠的依据。
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