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随着工业化进程的加快，对机械产品的性能也提出更高的要求。在此背景下便出现关于可靠性理论问题，其在研究过程中往往融合许多学科包括机械工程、物理学以及数学等方面内容，通过统计关于可靠性问题的故障信息使机械产品设计更为完善。而研究可靠性理论的基础上又需进一步研究机械动态与渐变问题，主要结合相关的可靠性设计理论、劣化原理等内容，使机械的制造与设计更具理论参考。本文主要对动态与渐变相关概念与可靠性理论概述、研究现状以及未来研究趋势进行探析。
作为工程设计的重要目标，机械产品可靠性在当前研究过程中更注重对机械产品运行状态可能出现的故障问题以及使用周期等进行预测，其研究的内容也将产品设计与制造等各环节融入其中。从以往大多研究中会从概率统计理论角度出发，对机械可靠性的设计进行分析，很大程度上对产品成本的降低、作业效率的提高起到突出的作用。因此对机械产品可靠性研究现状及未来研究趋势的分析具有十分重要的意义。
一、机械动态可靠性与渐变可靠性的基本概述
对机械可靠性的概念，根据以往学者研究对其可界定为在机械运行状态下，能够以预期时间执行相应功能的能力。通常许多机械产品在设计、制造以及安装过程中都可能存在一定的误差情况，导致机械系统参数受到影响，需要做好可靠性的研究分析。而在此基础上出现的动态可靠性主要指在以产品动态性特征为基础，结合设计目标，对其运动状态下体现的几何与物理特性进行分析，以此实现预测与修改的目标，其强调的内容包括机械动态行为、对机械动力学特征具有重要影响的损伤因素以及机械可靠性、失效率受动力学行为的影响等。忽视对动态特性的考虑，很容易造成机械系统投入使用中出现数据信息失真的情况，不利于可靠性的提高。另外，关于渐变可靠性的研究，需引入渐变失效的概念，其主要指为产品在外形尺寸、性能等方面受外界物化因素作用下发生一定变化，可能出现功能失效等情况。综合分析大多机械产品现状，其渐变失效在形式上主要分为表面损伤、断裂以及变形失效三方面，而渐变可靠性的研究主要针对失效情况下可靠性问题的分析。
二、关于可靠性技术与理论的研究现状
（一）从动态可靠性角度
在动态可靠性研究方面，主要可从以下几方面进行分析。其一为以穿越理论为基础的研究。该阶段的动态可靠性分析主要起源于20世纪40年代，Rice与Sieger先后提出关于超越概率公式以及概率计算方式，并在不断发展过程中，以首次超越问题为研究基础，如Wen、Lyengar等人相继提出在高斯激励作用下非线性体、平稳反应等内容。最后由Gasparini等人综合首次超越概率内容、平稳与非平稳相应问题等理论，推出计算动态可靠性的公式。其二为以随机摄动手段、正交展开、模拟方式等为基础的动力学进行研究。其中摄动技术主要用于计算响应统计矩，许多学者分析结构振动问题时通过摄动有限元法的应用能够得出动力荷载条件下计算动态可靠性的公式。而在20世纪80年代又出现能够分析结构动态响应的另一种方法，即正交展开理论，如Xiu等人提出的能够用于流体力学中关于相应问题的求解方法、Kureghian等人研究的将有限元融入可靠指标计算中的方式以推出框架结构可靠度方式等。这些研究都为动态可靠性计算奠定基础。
（二）从渐变可靠性角度
对渐变可靠性的研究首先也体现在首次穿越问题中，但对该问题的研究从大多文献中不难发现，仅局限在对某一随机过程情况的解决方面，无法在多个随机过程中进行渐变可靠性问题的分析，在应用机械渐变可靠性设计时仍存在一定的不足。其次，在渐变可靠性研究中也提出拟静态化方式，大多研究人员对其分析主要以静态取代渐变可靠性问题，而且在不断发展中，我国许多学者也根据以往理论内容提出关于失效情况、概率信息缺失情况下的解决方式并构建具体机械渐变可靠性的模型，能够将时间变化下机械可靠度以及失效率进行描述。截至目前，已有相关软件库如“零部件可靠性设计”等，都使机械行业在进行渐变可靠性问题分析过程中提供技术服务[2]。
三、关于机械可靠性问题的研究趋势
对机械可靠性问题的研究，在前期研究的基础上，未来分析过程中首先需考虑到非线性随机动态下机械可靠性设计的问题以及如何解决渐变失效难题。由于机械产品的相关参数发生变化时往往以随机状态呈现，且参数在动力学方程中也表现为随机过程，如何对这种随机动力学问题进行可靠性设计将成为研究的主要内容。同时关于非线性随即系统研究方面，很少提及动力学分析内容，更无从谈及机械可靠性设计问题，这也成为制约可靠性理论进一步发展的重要因素。其次，失效问题在动态与渐变耦合情况下的问题，如静态失效或因振动引起的失效在以往研究中并不充分，难以将各种类型失效中的耦合表征出来，难以使设计、制造以及故障预测等方面的可靠程度进一步提高，所以该问题将是未来机械可靠性研究的重要内容。最后，在概率信息缺失方面，现行研究中采用的方式多集中在设计过程中使参数满足正态分布要求，很容易因其中不服从正态分布的参数造成设计中的误差问题，因此概率信息缺失的情况将使原本便缺乏可靠性数据的设计面临更多的难题[3]。
结论
无论在动态可靠性分析或渐变可靠性研究过程中，其对象主要为机械产品，并以提高机械产品性能为主要目标。尽管现行研究过程中关于可靠性问题仍存在一定不足之处，但在未来研究过程中将逐渐针对可靠性设计问题提出更多完善措施，使机械产品无论在设计或制造等方面都具备足够的理论与技术基础，为企业带来更多的经济效益。
（作者单位：宁夏共享模具有限公司）
作为工程设计的重要目标，机械产品可靠性在当前研究过程中更注重对机械产品运行状态可能出现的故障问题以及使用周期等进行预测，其研究的内容也将产品设计与制造等各环节融入其中。从以往大多研究中会从概率统计理论角度出发，对机械可靠性的设计进行分析，很大程度上对产品成本的降低、作业效率的提高起到突出的作用。因此对机械产品可靠性研究现状及未来研究趋势的分析具有十分重要的意义。
一、机械动态可靠性与渐变可靠性的基本概述
对机械可靠性的概念，根据以往学者研究对其可界定为在机械运行状态下，能够以预期时间执行相应功能的能力。通常许多机械产品在设计、制造以及安装过程中都可能存在一定的误差情况，导致机械系统参数受到影响，需要做好可靠性的研究分析。而在此基础上出现的动态可靠性主要指在以产品动态性特征为基础，结合设计目标，对其运动状态下体现的几何与物理特性进行分析，以此实现预测与修改的目标，其强调的内容包括机械动态行为、对机械动力学特征具有重要影响的损伤因素以及机械可靠性、失效率受动力学行为的影响等。忽视对动态特性的考虑，很容易造成机械系统投入使用中出现数据信息失真的情况，不利于可靠性的提高。另外，关于渐变可靠性的研究，需引入渐变失效的概念，其主要指为产品在外形尺寸、性能等方面受外界物化因素作用下发生一定变化，可能出现功能失效等情况。综合分析大多机械产品现状，其渐变失效在形式上主要分为表面损伤、断裂以及变形失效三方面，而渐变可靠性的研究主要针对失效情况下可靠性问题的分析。
二、关于可靠性技术与理论的研究现状
（一）从动态可靠性角度
在动态可靠性研究方面，主要可从以下几方面进行分析。其一为以穿越理论为基础的研究。该阶段的动态可靠性分析主要起源于20世纪40年代，Rice与Sieger先后提出关于超越概率公式以及概率计算方式，并在不断发展过程中，以首次超越问题为研究基础，如Wen、Lyengar等人相继提出在高斯激励作用下非线性体、平稳反应等内容。最后由Gasparini等人综合首次超越概率内容、平稳与非平稳相应问题等理论，推出计算动态可靠性的公式。其二为以随机摄动手段、正交展开、模拟方式等为基础的动力学进行研究。其中摄动技术主要用于计算响应统计矩，许多学者分析结构振动问题时通过摄动有限元法的应用能够得出动力荷载条件下计算动态可靠性的公式。而在20世纪80年代又出现能够分析结构动态响应的另一种方法，即正交展开理论，如Xiu等人提出的能够用于流体力学中关于相应问题的求解方法、Kureghian等人研究的将有限元融入可靠指标计算中的方式以推出框架结构可靠度方式等。这些研究都为动态可靠性计算奠定基础。
（二）从渐变可靠性角度
对渐变可靠性的研究首先也体现在首次穿越问题中，但对该问题的研究从大多文献中不难发现，仅局限在对某一随机过程情况的解决方面，无法在多个随机过程中进行渐变可靠性问题的分析，在应用机械渐变可靠性设计时仍存在一定的不足。其次，在渐变可靠性研究中也提出拟静态化方式，大多研究人员对其分析主要以静态取代渐变可靠性问题，而且在不断发展中，我国许多学者也根据以往理论内容提出关于失效情况、概率信息缺失情况下的解决方式并构建具体机械渐变可靠性的模型，能够将时间变化下机械可靠度以及失效率进行描述。截至目前，已有相关软件库如“零部件可靠性设计”等，都使机械行业在进行渐变可靠性问题分析过程中提供技术服务[2]。
三、关于机械可靠性问题的研究趋势
对机械可靠性问题的研究，在前期研究的基础上，未来分析过程中首先需考虑到非线性随机动态下机械可靠性设计的问题以及如何解决渐变失效难题。由于机械产品的相关参数发生变化时往往以随机状态呈现，且参数在动力学方程中也表现为随机过程，如何对这种随机动力学问题进行可靠性设计将成为研究的主要内容。同时关于非线性随即系统研究方面，很少提及动力学分析内容，更无从谈及机械可靠性设计问题，这也成为制约可靠性理论进一步发展的重要因素。其次，失效问题在动态与渐变耦合情况下的问题，如静态失效或因振动引起的失效在以往研究中并不充分，难以将各种类型失效中的耦合表征出来，难以使设计、制造以及故障预测等方面的可靠程度进一步提高，所以该问题将是未来机械可靠性研究的重要内容。最后，在概率信息缺失方面，现行研究中采用的方式多集中在设计过程中使参数满足正态分布要求，很容易因其中不服从正态分布的参数造成设计中的误差问题，因此概率信息缺失的情况将使原本便缺乏可靠性数据的设计面临更多的难题[3]。
结论
无论在动态可靠性分析或渐变可靠性研究过程中，其对象主要为机械产品，并以提高机械产品性能为主要目标。尽管现行研究过程中关于可靠性问题仍存在一定不足之处，但在未来研究过程中将逐渐针对可靠性设计问题提出更多完善措施，使机械产品无论在设计或制造等方面都具备足够的理论与技术基础，为企业带来更多的经济效益。
（作者单位：宁夏共享模具有限公司）