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随机结构系统基于可靠性的优化设计 被引量：11
1
作者 安伟光 孙克淋 +2 位作者 陈卫东 王滨生 蔡荫林 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第10期1175-1182,共8页
提出了以梁板(薄板)为基体的随机结构系统(即结构元件的面积、长度、弹性模量和强度等均为随机变量)在随机载荷作用下,基于可靠性的优化设计方法.给出了随机结构系统安全余量和系统可靠性指标的敏度表达式;给出最佳矢量型算法.首先是用... 提出了以梁板(薄板)为基体的随机结构系统(即结构元件的面积、长度、弹性模量和强度等均为随机变量)在随机载荷作用下,基于可靠性的优化设计方法.给出了随机结构系统安全余量和系统可靠性指标的敏度表达式;给出最佳矢量型算法.首先是用改进的一次二阶矩和随机有限元法求出安全余量的可靠性指标的表达式,然后用概率网络估算(PNET)法求出系统失效概率的公式,对该式两边求导得出了系统可靠性指标的敏度表达式,进而用最佳矢量型算法进行优化设计.在优化迭代过程中,采用梯度步和最佳矢量步相结合的方法进行计算.最后给出了一个算例,说明该方法计算效率高,收敛稳定,适合工程应用. 展开更多
关键词 随机结构 可靠性 敏度分析 最佳矢量型算法 优化设计
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Ⅰ型截面框架结构基于可靠性的优化设计
2
作者 蒋旭二 乔雅敏 蔡荫林 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第5期92-99,共8页
以结构系统的可靠度作为结构优化设计的控制参数．用改进的分枝限界法判认主要失效模式，用ＰＮＥＴ法计算结构系统的可靠度．结构可靠性分析中考虑了轴力效应．导出了平面框架结构可靠度的灵敏度分析表达式．提出最佳矢量型算法，有效... 以结构系统的可靠度作为结构优化设计的控制参数．用改进的分枝限界法判认主要失效模式，用ＰＮＥＴ法计算结构系统的可靠度．结构可靠性分析中考虑了轴力效应．导出了平面框架结构可靠度的灵敏度分析表达式．提出最佳矢量型算法，有效地求解了Ⅰ型截面框架结构在系统可靠度约束下的最小重量设计问题；且在其中通过变量连接考虑了薄壁梁的稳定性要求．计算了若干例题，其结果说明了方法的有效性． 展开更多
关键词 Ⅰ型截面 框架结构 可靠性 优化设计
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汽车结构可靠性分析与优化设计研究进展
3
作者 张磊 孙学涛 +3 位作者 陈洁 孙远波 郭佳佳 郑杰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1948-1962,1970,共16页
为研究汽车结构的可靠性,对机械结构分析和设计中的不确定性进行总结,从结构参数不确定性、材料性能参数不确定性和载荷不确定性3方面分析了汽车结构设计变量及其参数的不确定性;对概率可靠性分析和非概率可靠性分析方法的研究进展进行... 为研究汽车结构的可靠性,对机械结构分析和设计中的不确定性进行总结,从结构参数不确定性、材料性能参数不确定性和载荷不确定性3方面分析了汽车结构设计变量及其参数的不确定性;对概率可靠性分析和非概率可靠性分析方法的研究进展进行了梳理和综述;列举了可靠性分析方法在汽车结构中的应用;对可靠性的数学模型与算法进行梳理,重点研究了可靠性优化设计在汽车轻量化及耐撞性等方面的应用,并指出了汽车结构可靠性分析与优化设计中的发展趋势。 展开更多
关键词 汽车结构 可靠性分析 可靠性优化设计 不确定性
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汽车前舱冷却流场可靠性优化模型设计与仿真
4
作者 张丽 王锋 柳砚 《辽东学院学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期17-23,共7页
针对汽车前舱冷却系统设计的复杂性和设计变量的不确定性,将Chebyshev不确定分析方法引入前舱冷却流场优化设计流程,建立适用于汽车前舱冷却流场的区间可靠性优化设计模型。以某轿车前舱冷却系统为例,引入Chebyshev函数用于结构优化设... 针对汽车前舱冷却系统设计的复杂性和设计变量的不确定性,将Chebyshev不确定分析方法引入前舱冷却流场优化设计流程,建立适用于汽车前舱冷却流场的区间可靠性优化设计模型。以某轿车前舱冷却系统为例,引入Chebyshev函数用于结构优化设计。选取冷凝器和散热器的平均流速和气流流量为目标阈值,使用k-ε湍流模型进行有限元分析,结合Chebyshev可靠性分析迭代,对前舱冷却模块进行结构优化,提升前舱冷却流场性能。试验结果表明,通过增大前保吸能泡沫截面和优化风扇扇叶与支架间的间隙可在一定程度上改进前舱冷却流场性能。 展开更多
关键词 冷却流场 Chebyshev可靠性 结构优化
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关于CAD技术在机械可靠性优化设计中的应用研究
5
作者 赵蓓蓓 《内燃机与配件》 2024年第20期94-96,共3页
机械可靠性优化是机械产品开发的重要组成部分,其优化效果将贯穿于机械产品设计、生产、加工和制造的全生命周期。而将CAD技术应用于机械产品的可靠性优化设计过程中,可以将信息技术与产品设计相结合,实现数据互通,建立信息共享平台,提... 机械可靠性优化是机械产品开发的重要组成部分,其优化效果将贯穿于机械产品设计、生产、加工和制造的全生命周期。而将CAD技术应用于机械产品的可靠性优化设计过程中,可以将信息技术与产品设计相结合,实现数据互通,建立信息共享平台,提高机械产品设计效率,有效保证产品质量。本文利用SolidWorks软件完成了销轴的模型创建和应力有限元分析,找到了销轴的结构设计的薄弱点,提高了销轴结构设计可靠性。 展开更多
关键词 机械可靠性 CAD技术 SOLIDWORKS 优化设计
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大口径火炮弹协调器机构可靠性优化设计研究
6
作者 闫利军 李广岐 +3 位作者 刘勤 高景洲 宋华斌 骆小平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期877-885,共9页
为提高弹协调器的交弹效率,同时保障协调交弹动作具有高可靠度,开展某弹协调器机构的可靠性优化设计。考虑主要几何尺寸、制造误差、重要构件弹性变形等影响因素,建立某弹协调器的参数化刚柔耦合动力学模型,通过参数化动力学分析,复现... 为提高弹协调器的交弹效率,同时保障协调交弹动作具有高可靠度,开展某弹协调器机构的可靠性优化设计。考虑主要几何尺寸、制造误差、重要构件弹性变形等影响因素,建立某弹协调器的参数化刚柔耦合动力学模型,通过参数化动力学分析,复现协调器的协调交弹动作失效,并建立相对应的功能函数及协调器可靠性优化设计模型。针对协调器可靠性优化模型,为提高优化设计的效率和精度,构建新的Kriging模型自适应更新策略,并与序列二次规划(SQP)方法、功能函数度量法(PMA)/可靠度指标法(RIA)结合,提出协调器机构可靠性优化设计方法。研究结果表明,在协调交弹可靠度满足要求的情况下大幅提高了某协调器的协调效率,也验证了所提方法的有效性和工程价值。 展开更多
关键词 弹协调器 可靠性优化设计 KRIGING模型 序列二次规划
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基于代理模型技术的江海直达船体结构可靠性优化设计
7
作者 康煜晗 裴志勇 吴卫国 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期551-560,共10页
为提高船体结构可靠性优化设计这类多参数、高维度、高非线性优化问题的效率,弥补传统船体结构确定性优化设计对影响结构安全不确定性因素考虑的欠缺,本文以一艘江海直达船为研究对象,采用BP(Back Propagation)神经网络代理模型技术,结... 为提高船体结构可靠性优化设计这类多参数、高维度、高非线性优化问题的效率,弥补传统船体结构确定性优化设计对影响结构安全不确定性因素考虑的欠缺,本文以一艘江海直达船为研究对象,采用BP(Back Propagation)神经网络代理模型技术,结合SMOTE(Synthetic Minority Oversampling Technique)过采样算法增加极限状态失效面附近样本点数量,实现以较少的样本点获得较高精度的船体舱段结构极限状态代理模型,进而利用蒙特卡洛抽样模拟方法编制船体结构可靠度计算程序,在结构可靠性分析的基础上以降低船体舱段结构重量为目标,采用模拟退火优化算法开展船体结构可靠性优化设计。本文建立了一套完整有效的、基于代理模型技术的船体结构可靠性优化设计系统,有效提高了优化设计的效率,对江海直达船体结构可靠性优化设计具有指导意义。 展开更多
关键词 可靠性优化设计 可靠度计算 江海直达船 代理模型 SMOTE算法 蒙特卡洛抽样
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复合材料天线罩多尺度可靠性优化设计
8
作者 陈振中 刘志伟 +4 位作者 李晓科 黄小玲 陈革 邱桂明 慕昊勋 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期75-85,共11页
针对复合材料天线罩结构优化可靠性低的问题,提出一种多尺度的复合材料结构可靠性优化设计方法。以复合材料天线罩为研究对象,基于有限元法和多尺度仿真建立弹性性能预测模型和天线罩宏观有限元模型,通过等效传输线理论对天线罩电性能... 针对复合材料天线罩结构优化可靠性低的问题,提出一种多尺度的复合材料结构可靠性优化设计方法。以复合材料天线罩为研究对象,基于有限元法和多尺度仿真建立弹性性能预测模型和天线罩宏观有限元模型,通过等效传输线理论对天线罩电性能进行分析,获取符合电性能指标的铺层厚度区间。由于材料结构和设计变量受不确定性因素的影响,结合Kriging模型、SORA算法和蒙特卡洛仿真法,实现复合材料天线罩的多尺度可靠性优化设计。结果表明:优化后的天线罩在满足透波率和可靠性要求的同时,达到了45.15%的轻量化效果,可为复合材料机身零部件的可靠性优化设计提供指导。 展开更多
关键词 复合材料 天线罩 多尺度仿真 可靠性设计优化
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石油装备的可靠性分析与优化设计
9
作者 王宇涵 王长建 刘久明 《当代化工研究》 CAS 2024年第3期105-107,共3页
伴随经济社会的快速发展,石油资源的需求量进一步上升,石油行业的生产和发展面临全新的挑战。科学技术的进步推进了石油装备的更新,结合石油生产工作来看,涉及到的石油设备较为多样,为保障装备的稳定运行,推进可靠性分析与优化设计显得... 伴随经济社会的快速发展,石油资源的需求量进一步上升,石油行业的生产和发展面临全新的挑战。科学技术的进步推进了石油装备的更新,结合石油生产工作来看,涉及到的石油设备较为多样,为保障装备的稳定运行,推进可靠性分析与优化设计显得尤为重要。但结合石油装备的可靠性分析和优化工作来看,还存在基础设施落后、缺乏需求分析、分析指标有待完善等问题,通过转变分析设计观念、推进技术设备更新和加强专业人才培养等策略,能够有效推进石油装备的可靠性分析和优化设计,在未来的石油设备可靠性分析和优化设计中,设计人员需要关注设备的具体功能,深入推进基础设施建设,为设备的运行创造有利条件。本文结合石油行业中的常见石油装备,明确了相关设备的可靠性分析和优化设计要点,并制定了科学的可靠性分析与优化设计策略,旨在为石油行业的发展奠定坚实的基础。 展开更多
关键词 石油装备 可靠性分析 优化设计
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基于可靠性的电动汽车小偏置碰撞轻量化优化设计
10
作者 卢晓 史国宏 《上海汽车》 2024年第3期4-10,共7页
电动汽车涉及的高低压系统多且复杂,同时电池的保护要求高,为了提高电动汽车在碰撞安全中的可靠性,文章同时考虑设计变量和试验过程中的参数不确定性,建立了结合正交试验设计、Kriging代理模型、多岛遗传优化算法和蒙特卡洛可靠性分析... 电动汽车涉及的高低压系统多且复杂,同时电池的保护要求高,为了提高电动汽车在碰撞安全中的可靠性,文章同时考虑设计变量和试验过程中的参数不确定性,建立了结合正交试验设计、Kriging代理模型、多岛遗传优化算法和蒙特卡洛可靠性分析的可靠性优化设计流程。以一款电动汽车的25%小偏置碰撞开发为例,优化后的白车身结构满足耐撞性要求,优化涉及的白车身相关零件重量降低了7.7%,可靠性达到了95%以上。 展开更多
关键词 可靠性 小偏置碰撞 优化设计 蒙特卡洛法
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发动机反推运动机构可靠性优化设计研究
11
作者 常琦 胡颖石 +3 位作者 周长聪 何宝明 冯奥博 王元生 《航空科学技术》 2024年第4期52-59,共8页
反推装置作为现代民用飞机必不可少的减速系统,承担着飞机降落的重要任务,对飞机的安全飞行至关重要。根据叶栅式反推装置构型及其工作原理,本文建立了反推机构运动学理论模型。通过机构运动学仿真,验证了所建立模型的合理性与正确性。... 反推装置作为现代民用飞机必不可少的减速系统,承担着飞机降落的重要任务,对飞机的安全飞行至关重要。根据叶栅式反推装置构型及其工作原理,本文建立了反推机构运动学理论模型。通过机构运动学仿真,验证了所建立模型的合理性与正确性。将阻流门在整个偏转过程中的最大角加速度作为优化目标,各部件满足几何运动关系作为约束条件,建立反推运动机构的确定性优化模型。与此同时,考虑反推运动机构的两种失效模式,将可靠性考虑到优化设计中,建立可靠性优化设计模型。在Matlab环境下对反推机构进行优化设计计算,结果表明,在满足可靠性约束的情况下,阻流门在整个运动过程中的角加速度得到了进一步的优化,且整个机构在运动中不出现干涉,整个反推力装置可以正常工作。本文建模流程与可靠性优化方法和结果可以为反推装置结构设计提供参考。 展开更多
关键词 反推装置 阻流门 运动机构 可靠性 优化设计
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考虑不确定性的隧道工程稳定性分析与可靠性优化设计
12
作者 梁志强 郑民总 +1 位作者 李剑 朱尚明 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期103-109,共7页
不确定性是岩石工程的一个重要特性,对岩石工程的稳定分析、设计与安全施工具有重要影响,而传统的确定性分析与优化设计方法不能考虑岩石工程的不确定性。针对隧道工程中的不确定性,将可靠性理论、实验设计、数值模拟与响应面等方法有... 不确定性是岩石工程的一个重要特性,对岩石工程的稳定分析、设计与安全施工具有重要影响,而传统的确定性分析与优化设计方法不能考虑岩石工程的不确定性。针对隧道工程中的不确定性,将可靠性理论、实验设计、数值模拟与响应面等方法有机结合,提出一种考虑不确定性的隧道工程稳定性分析与可靠性优化设计方法。该方法通过建立考虑不确定性的隧道工程稳定性分析模型,在此基础上结合可靠性优化设计,建立了考虑不确定性的隧道工程优化设计方法,并将提出的方法结合隧道工程算例进行了分析。结果表明,该方法对隧道工程设计、稳定性分析以及风险分析具有显著指导意义,为隧道工程的不确定性分析提供了一条有效的途径。 展开更多
关键词 隧道工程 不确定性 稳定性分析 可靠性优化设计
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某型电子程控器可靠性仿真分析与优化设计
13
作者 马芳云 孙茜 雷华金 《航空工程进展》 CSCD 2024年第4期64-73,共10页
随着人们对电子产品可靠性的要求越来越高,利用失效物理方法识别产品潜在的薄弱点在产品设计中备受关注。基于失效物理理论,采用可靠性仿真分析方法,对电子程控器进行可靠性分析。通过建立电子程控器数字样机模型,开展相应的应力分析与... 随着人们对电子产品可靠性的要求越来越高,利用失效物理方法识别产品潜在的薄弱点在产品设计中备受关注。基于失效物理理论,采用可靠性仿真分析方法,对电子程控器进行可靠性分析。通过建立电子程控器数字样机模型,开展相应的应力分析与故障预计,评估电子程控器可靠性指标平均首发故障时间(MTTFF),并根据仿真分析发现的薄弱环节进行优化设计。结果表明:可靠性仿真结果与理论计算结果相差较小,可以作为型号可靠性指标评估的依据,减少采用物理样机进行可靠性试验的周期和费用;优化改进后的电子程控器其可靠性得到较大提升。本文研究可为后续型号可靠性评估与设计提供理论参考。 展开更多
关键词 电子程控器 可靠性仿真 故障预计 平均首发故障时间 薄弱环节 优化设计
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基于通用生成函数法的CFRP防撞梁碰撞可靠性设计优化
14
作者 刘展鹏 周金宇 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期50-57,共8页
为满足汽车耐撞性与轻量化的要求,对碳纤维增强复合材料(CFRP)防撞梁进行可靠性优化设计(RBDO)。以CFRP防撞梁关键控制点横坐标、厚度以及铺层角度为设计变量,以碰撞力峰值为约束条件,以比吸能最大为目标构建优化模型。采用拉丁超立方... 为满足汽车耐撞性与轻量化的要求,对碳纤维增强复合材料(CFRP)防撞梁进行可靠性优化设计(RBDO)。以CFRP防撞梁关键控制点横坐标、厚度以及铺层角度为设计变量,以碰撞力峰值为约束条件,以比吸能最大为目标构建优化模型。采用拉丁超立方法与克里金(Kriging)代理模型法相结合拟合出目标及约束函数的Kriging近似模型,采用通用生成函数(UGF)-直接映射法来进行碰撞可靠性优化设计。结果表明:在随机变量非正态、功能函数高度非线性的情况下,传统矩方法无法保证收敛,蒙特卡罗法精度最高但计算成本过大,使用UGF进行可靠性分析优化时收敛稳定,在保证精度的同时效率较高;引入非均匀聚类技术的UGF法效率进一步提高,采用UGF法得到的优化结果相较于初始目标值优化幅度达21.6%,达到预期效果。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 通用生成函数法 耐撞性 可靠性设计优化 非均匀聚类 KRIGING模型
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动车组横向止挡防脱结构设计优化与可靠性验证
15
作者 樊令举 吴文涛 +2 位作者 谌亮 刘志国 袁田田 《机电工程技术》 2024年第4期252-257,共6页
通过对既有高速动车组二系横向止挡进行防脱结构设计、优化选型和可靠性验证,实现了其结构防脱功能,并显著提升其安全可靠性能。首先通过设计出不同的防脱结构型式,在结构设计、制造工艺、质量控制、实际运用和强度仿真等方面进行多维... 通过对既有高速动车组二系横向止挡进行防脱结构设计、优化选型和可靠性验证,实现了其结构防脱功能,并显著提升其安全可靠性能。首先通过设计出不同的防脱结构型式,在结构设计、制造工艺、质量控制、实际运用和强度仿真等方面进行多维度的安全性对比分析,选出了最优防脱结构设计方案。然后试制出完全无粘接状态的最优防脱结构的样机,通过设计的剪切和疲劳防脱试验对新结构的防脱功能进行了充分的可靠性验证和效果评估。最后试制出合格的粘接状态的样机,并完成了防脱新结构的系列型式试验验证。结果表明,底座采用阶梯孔橡胶柱和摩擦板采用环形凹槽橡胶环的防脱结构在满足现有接口尺寸和性能要求的条件下,能够与原型产品进行对等替换,实现了结构防脱功能且大幅提升了安全可靠性。 展开更多
关键词 横向止挡 防脱结构 设计优化 可靠性验证
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风电叶片主梁结构的多尺度可靠性优化设计
16
作者 陈振中 张鑫桂 +4 位作者 李晓科 黄小玲 吴子豪 慕昊勋 邱桂明 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期85-93,共9页
针对风电叶片大型化所引起的材料性能不足以及可靠性难以保证等问题,研究了碳纤维复合材料在风电叶片中的应用和主梁结构的优化设计。基于复合材料的多尺度特征,使用代表体积单元(RVE)的均匀化方法预测其等效弹性属性;建立一个主梁结构... 针对风电叶片大型化所引起的材料性能不足以及可靠性难以保证等问题,研究了碳纤维复合材料在风电叶片中的应用和主梁结构的优化设计。基于复合材料的多尺度特征,使用代表体积单元(RVE)的均匀化方法预测其等效弹性属性;建立一个主梁结构的参数化有限元分析模型,对其在挥舞和摆振两个加载工况下进行分析;将位移、应力、等效塑性应变等响应作为约束函数,建立以轻量化为目标的可靠性优化模型。结果表明,经过可靠性设计优化后的风电叶片主梁结构满足可靠性和轻量化的要求,且其各部分材料的性能得到了充分的发挥。 展开更多
关键词 风电叶片 主梁结构 可靠性优化 多尺度 参数化模型 碳纤维复合材料
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基于可靠性分析与轻量化技术的汽车车身结构优化设计
17
作者 刘子瑜 王凌芳 《中国新技术新产品》 2024年第15期59-61,共3页
为了提高车身的可靠性并积极响应当前的双碳策略要求,本文结合可靠性分析和轻量化技术对汽车车身进行结构优化。首先,介绍了轻量化技术和可靠性分析原理,并给出了可靠性优化的数据模型。其次,对车身刚度灵敏度和模态灵敏度进行分析,设... 为了提高车身的可靠性并积极响应当前的双碳策略要求,本文结合可靠性分析和轻量化技术对汽车车身进行结构优化。首先,介绍了轻量化技术和可靠性分析原理,并给出了可靠性优化的数据模型。其次,对车身刚度灵敏度和模态灵敏度进行分析,设计了刚度和模态的多目标优化模型,并以此得到了优化后的车身有限元模型。研究结果表明,优化后的车身在弯曲工况和扭转工况下的刚度值均有所提升,分别达到了6689N/mm和15012Nm/Deg,提升比例分别为4.68%和2.17%。此外,优化后的模型能够达到22.35×106的疲劳循环周次。由此说明,所设计的车身结构具有较好的抗疲劳性以及稳定性,该设计方案能为汽车制造领域提供新的优化方向。 展开更多
关键词 汽车 有限元 车身 结构设计 轻量化 可靠性分析
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试论机械设计制造中的可靠性优化设计
18
作者 吴迪 《现代制造技术与装备》 2024年第8期19-21,共3页
在机械设计制造领域,可靠性优化设计一直是工程师们不懈追求的目标。随着科技的不断发展和市场需求的日益增长,产品的可靠性和稳定性成为各行业关注的焦点。通过精心设计和严格制造,人们希望打造出更加稳定可靠的机械产品,以满足用户对... 在机械设计制造领域,可靠性优化设计一直是工程师们不懈追求的目标。随着科技的不断发展和市场需求的日益增长,产品的可靠性和稳定性成为各行业关注的焦点。通过精心设计和严格制造,人们希望打造出更加稳定可靠的机械产品,以满足用户对品质和性能的追求。基于此,阐述可靠性优化设计在机械设计制造中的重要性,探讨可靠性优化设计要点,以供参考。 展开更多
关键词 机械设计制造 可靠性 优化设计 寿命验证
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探讨机械工程的可靠性优化设计
19
作者 殷江涛 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2024年第1期0041-0044,共4页
在机械工程的可靠性设计中,设计者们需要对产品的实际功能进行科学分析,并对相关参数进行合理确定,进而为产品的可靠性设计提供可靠依据。因此,在设计阶段,设计者需要充分了解产品的相关参数,并对相关数据进行合理计算与分析。在机械工... 在机械工程的可靠性设计中,设计者们需要对产品的实际功能进行科学分析,并对相关参数进行合理确定,进而为产品的可靠性设计提供可靠依据。因此,在设计阶段,设计者需要充分了解产品的相关参数,并对相关数据进行合理计算与分析。在机械工程中,涉及多种因素,且影响因素具有不确定性特征。因此,为了保证产品能够满足使用要求,则需要对产品进行可靠性设计。在可靠性设计中,通常采用以概率为基础的模型。同时,在可靠性设计中也存在着随机变量与概率函数两种模型。但由于机械产品的实际运行状况与运行环境均具有不确定性特征,因此为了保证产品的可靠运行,则需要在设计阶段对随机变量进行科学分析并选取最优值。 展开更多
关键词 机械工程 可靠性 优化设计
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已选择0条
导出题录 引用分析
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引证文献
 统计分析
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