工程中对四阶矩进行可靠性预测研究
导读：模糊数学与可靠性理论结合得到的可靠度称为模糊可靠度。通过这种方法，使计算得到的零件可靠度的结果更加符合实际情况。由本站硕士论文中心整理。
第一章绪论
1.1工程背景和选题意义
传统的机械结构设计方法，一般采用确定性方法，不能对机械结构和零件的可靠性进行预测。主要原因有:一是在传统设计中所采用的载荷、材料性能等数据，是它们的平均值，没有考虑数据的波动性。二是为了保证机械的可靠性，往往对计算载荷、材料强度等分别乘以各种因数，例如载荷因数，尺寸因数等，最后还要考虑安全因数。这种传统的设计方法是在前人经验的基础上产生的。传统的机械设计方法考虑了安全系数，但没有考虑可靠性。按照传统的安全系数法设计出来的产品往往过十笨重。有时取了大的安全系数，结构还是损坏;有时安全系数不大，结构并不损坏。这是因为传统的设计方法没有考虑到应力和强度都是随机变量，目都有一个概率分布。传统安全系数设计方法存在以下问题:
1、取值很主观
2、把安全系数取成定值，忽略了环境和结构本身的变化;
3、没有和可靠性连接起来，没有从本质上用概率统计方法去处理。
所以往往取的安全系数偏大，使产品过重，浪费材料。采用这种设计所设计出来的产品往往粗、大、重。但是，在实际工程中发现，许多因素的随机性，使得机械结构的设计参数也随之变成不确定性。还有环境的变化也对零件的寿命造成不可估计的影响。例如温度、湿度、辐射、电磁场、冲击、振动等。为此，我们要在建模、分析和设计阶段考虑不确定因素的影响。当今市场经济竞争激烈，唯有可靠性高的产品才能取得高的经济效益。国外的企业还把对产品的可靠性研究上升到节约资源和能源的高度来认识。这可以有效地利用材料，减少加工工时，获得体积小、重量轻的产品。
由十影响机械结构可靠性的因素有很多，有些因素是偶然的和离散的。我们必须运用数学的方法来解决这种随机性。从目前来看，解决的方法主要是应用统计数学，[匕如概率论和数学统计和随机过程理论。美国控制论专家L.A.Zadeh教授在196_5年创立了模糊数学。模糊数学是处理“亦此亦彼”问题的数学，它弥补了确定性数学的“非此即彼”二值逻辑缺陷。模糊数学「’]在可靠性设计中也有广泛的应用。可靠性设计是处理设计变量随机性的问题，进给出了零件不失效的概率一一可靠度。在如今机械装备越来越大，越来越复杂，一个零件的失效就可以带来严重的后果。所以，我们要在机械产品设计中加入可靠性设计。但是在一些零件的失效判据中也存在着模糊。模糊数学与可靠性理论结合得到的可靠度称为模糊可靠度。通过这种方法，使计算得到的零件可靠度的结果更加符合实际情况。
影响机械产品的随机因素主要表现在以下几个方面:
1.载荷的变动性。机械产品在工作中总是承载着变化着的载荷，不管它是静载荷还是按规定作用的交变载荷，总是随时间变化着的，所以，机械零件上的工作应力也是一种随机变量。
2.强度的统计特性。机械零件的强度受到很多因素的影响，比如材料、化学成分、冶炼过程、热处理工艺等都会使材料的强度出现很大的离散型。还有零件的表面状态、材料对缺口的敏感性也都造成材料强度的离散型。因此，材料强度也是呈现随机性的。
3.几何尺寸的变化。当零件采用同一种工艺进行加工，实际尺寸还是存在着差异，更不要说，使用过程中的缺陷扩大，表面磨损等情况。
4.其它模糊性因素的存在。一些考虑因素以外的因素的模糊性，例如，环境的变化，润滑状况等。
综上所述，机械零件受到各种非确定性因素的影响。因此，研究机械可靠性问题有着十分必要的意义，这可以使工程设计人员合理设计机械结构，满足工程实际需要，并目_使机械结构更加紧凑。对十产品来说，可靠性问题与人身安全、经济效益密切相关。因此，研究产品的可靠性问题显得十分重要，非常迫切。
随着计算机的普及与发展，优化设计技术已广泛应用十机械设计的各个领域，特别是多参数的设计采用这种方法不仅提高设计效率、设计精度、减轻设计者的工作量，可以设计出用传统设计方法所无法得出的设计方案。但是，设计都将设计变量当成确定性值来计算，有将不确定因素的影响考虑到设计中去，没有考虑到实际的工程情况，从设计出来的产品往往浪费了很多资源，并目_机械结构的安全性能没有得到有效保证。为此，我们要在机械零件设计中要考虑它所受到的各种因素的影响，认真做好数据统计工作，把机械可靠性设计方法与优化设计方法结合起来，从}fn研究机械可靠性优化设计是十分必要的。
目前，机械可靠性设计已经渗透到机械行业各个领域，在进行机械零件的可靠性设计时，由十各个因素对机械零件的影响程度不同，ifu}_可靠性的实质是反映机械零件性能对时间因素和环境因素造成的波动的抵制能力。因此，关十机械零件的可靠性灵敏度研究是十分必要的，机械零件可靠性灵敏度分析在可靠性设计与修改、可靠优化设计、机械的维修与寿命预测都有重要的应用。事实上，若某种因素对机械零件的影响不重要，可以将这类因素当成确定性数值来考虑，若某种因素对机械零件的影响不容忽视，就得在机械设计和制造过程中来加以限制这种因素的变化，让这种变化很小，从}fn保证机械零件的可靠性。因此，研究机械结构可靠性对某些因素的灵敏是很重要的。事实上，凡是机械都要受到这样或者那样因素的影响，要想消除这些影响是十分困难的，即使能够消除也会花费很大的代价，可见这种方法是不科学的;}fn降低这些因素对机械零件的影响是相对简单的。因此，提出一种能够反映机械可靠性对哪些因素的依赖程度即灵敏度是十分必要的。
现在实际工程中，可靠性技术f2-51已得到了很广泛的应用。国内外的专家学者也对机械可靠性灵敏度分析展开了深入的研究，这对研究可靠性和稳健设计都提供了很好的借鉴，有着十分重要的工程实际意义。
1.2可靠性技术研究的现状
早在20世纪二四十年代，德国人在研制v-2火箭的过程中，就提到了“可靠性”这一个名词。但是，由十战争的失败，可靠性没有在德国得到深入的研究，也没有科学的定义。到了以后，美国发动侵略朝鲜的战争，美国的武器装备从太平洋东岸运到西岸，等到了西岸才发现，装备故障时常发生，严重影响了作战计划，使用率很低。为了维修这些装备浪费了大量的资金，这无疑增加了战争代价。装备的故障随时困扰着工程师，维修师整天忙十检查装备故障。这些故障并非在作战中损坏，是在装备的运输中导致的。十是军方把这些故障的检验推给了装备制造商。为此，军方和制造商发生了激烈的争吵。为了解决这个问题，弄清问题之所在，美国国防部组织了专门的小组研究武器装备的故障问题，试图想搞清楚故障的原因、机理、物理学、环境学和失效分析技术，终十获得了突破性的发展，取得了辉焊的成绩。
首先，电子兀件具有故障率，故障率与制造兀器件的材料、工艺有关，也与其工作的环境有关。其次，武器装备的故障是与兀器件的故障率有些相似之处的，可以在装备的设计制造过程中进行研究。自从Robert Lusse:十1952年在美国San Diego提出了可靠性的科学定义以来，可靠性工程作为一门边缘性的工程学科受到重视已有将近60年。在此期间，可靠性工程在航空、航天、电子、军工、核电站工业中的应用得到了很大的发展。可靠性是产品的主要属性之一，是考虑时间因素的产品质量，对十提高系统的有效性、降低寿命期费用和防止产品故障或者失效都具有十分重要的意义。
1980年，美国国防部在DODD_5000.40的指令对故障的定义是:故障是一个事件，即产品的任何部分不能按其特性规范要求进行工作。对可靠度的定义为:在规定的条件下无故障的持续时间或者概率。为了适应国民经济的快速发展，为了符合建设环境友好型、资源节约型社会的建设要求，机械产品的可靠性设计必将得到更加广泛的应用。可靠性理论是以产品寿命为标志的边缘性、多学科交叉性的学科，它与基础学科、技术学科、关系学科有着密不可分的联系。可靠性理论在机械创新、管理创新、人民生活等方面有着举足轻重的作用，意义不可忽略。可靠性学科在时代的发展进步中逐渐发展成为二大主要学科。它包括可靠性数学、可靠性物理、可靠性工程。口本在19_56年从美国引进了可靠性技术，并在19_58年成立了可靠性研究委员会。1960年成立了可靠性及质量控制专门小组。进入_50年代后，我国也颁布了一些可靠性工程技术标准与管理规定，这些措施促进了我国可靠性事业的迅速发展。美国十60年代大力进行机械可靠性方面的研究，原因是机械的失效给美国带来了巨大的经济损失，研究机械可靠性具有重要的意义。美国通过加速试验等方法研究在各种工况下机械产品的失效原因。然后建立了可以共享的机械可靠性数据库，使更多行业的机械设计人员掌握这门新型的设计方法。通过美国的这一举措，美国的机械产品的性能指标得到了很大的提高。在那个时代，人们普遍认为美国产品就代表了高性能，给美国的经济注入了不可估计的力量。起初，美国设计人员研究了电子兀件的可靠性问题，经实际工程的检验，指数分布是非常符合电子产品的寿命分布的。美国设计人员通过大量的实践发现，机械产品的失效模式是多种多样的，有关极限状态函数的各个随机变量一般不符合指数分布，机械产品可靠性的研究与电子产品可靠性相比更加困难，难点如下:
1.机械产品受到的载荷具有很强的随机性，这给数理统计带来困难。
2.机械产品是由很多零部件组装在一起的一个系统，系统内部各个零部件承受着不同的随机载荷，每个零件的失效形式是不同的，ifu }_，机械系统并不是简单的串联或者并联结构，这给机械产品的整体可靠性计算带来困难。
3.在机械产品的制造当中存在很多的制造误差、热处理误差、装配误差等偏差，这些偏差对机械产品的性能有着举足轻重的影响。环境的改变会带来上述因素的变
化，对十没有显式极限状态函数的机械产品来说，这些因素对可靠性的影响程度是难以估计的。
4.机械产品往往不是静强度下发生的破坏，疲劳和腐蚀才是真正常见的失效形式，对十不同的材料和不同的环境，疲劳和腐蚀的程度是不同的，难以对这些数据进行大量的统计。
5一般机械产品的使用寿命比较长，公司或者研究单位要对一个机械产品进行可靠性设计，就要得到它的各种随机变量的数据，这需要公司或者研究单位要投入大量的科研人员、财力、精力来完成这项工作，这需要公司或者研究单位的很大的魄力。
6.有很多机械产品的零件是非标准的，ifu }_是十分复杂的，单一的工作模型是很难准确解决问题的，这给数学建模带来很大的困难。
7.对机械产品的试验需要很长的时间，这给企业的市场占有率带来很大的冲击，越短的产品开发时间，就越能给企业带来利润。往往对机械零件的试验，得到的是小样本数据，这给统计结果带来很大误差。
到目前为止，可靠性得到了长足发展，国内外专家学者已作了深入的研究文献「10]分析产品可靠性表达公式，对机械产品的故障进行了模型化分析，从产品工作过程的角度用数学模型的方法对可靠性进行了探讨。文献「11]I}述了目前可靠性设计方法的分类，并对这些方法进行了详细的介绍，对设计人员的可靠性研究提供了很大的帮助。文献「12]对机械零件与系统的可靠性模型及其应用作了全面的、详细的介绍，内容包括机械零件强度、机械系统、轴的强度、齿轮的强度、弹簧的强度螺栓的连接强度等的可靠性模型及应用以及滚动轴承及系统可靠性模型等。文献「13]介绍了机械可靠性设计的几种常见方法、机械产品的可靠性参数、机械产品可靠性的设计步骤，这对机械可靠性设计提供了向导作用。文献「14]提出最大嫡理论来表达随机变量前四阶矩的概率密度函数，给出了结构失效概率的离散化计算公式。文献「1_5]
研究了先验分布的获取方法，同时给出了实现方法，并在小样本条件下进行了可靠性评估和验证分析。文献「16]对零件挠度进行分析，从}fn导出刚度可靠性的设计方法。文献「17]应用ANSYS的可靠性模块对发动机连杆进行可靠性分析，从得到结构随机变量哪个更重要，为优化设计提供辅助作用。文献「18]结合实际工程结构的特点，通过实测与智能仿真方法，研究了该类结构的可靠性，从可靠度的角度出发，实现了结构概率优化设计，同时提出了结构安全性评价的量化理论与方法，实现了结构安全使用期限的预测。
机械可靠性设计首先要建立机械结构极限状态函数，但是现在机械结构越来越复杂，建立极限状态函数有时非常困难，有时机械结构极限状态函数的显式是不存在的。伴随着计算机的快速发展，各种建模分析软件的迅速升级，利用各种软件来解决机械可靠性问题的应用已变得十分广泛。MATLAB是由MathWorks公司十1984年推出的数学软件，MATLAB以其强大的功能和良好的开放性、面向问题性、易学易用性等优点，越来越受到广大科技工作者的重视。现在在信息处理、神经网络、图形处理、金融管理、概率统计、偏微分方程求解等领域应用非常广泛。尤其现在实际工程优化中，MATLAB能够利用本身的函数对机械结构进行优化「19]，取得了很好的效果。文献「20]利用MATLAB软件中的Simulink模块，针对不同的系统进行仿真，对研究系统可靠性提供了很大的帮助。文献[21]利用强大的MATLAB优化工具箱将服从任意分布的的随机变量转换为标准的正态分布随机变量，计算模型的可靠度指标。文献「22]运用ANSYS研究高速电主轴的抗共振的可靠性，通过PDS模块显示抗共振的可靠度。
进行可靠性设计，除了要考虑随机变量的影响外，还要注意模糊性的作用。美国加州大学L.AZadeh博士十1965年发表了关十模糊集的论文，首次说明了表达事物模糊性的重要概念一一隶属函数。模糊数学是处理“亦此亦彼”问题的数学，它弥补了确定性数学的“非此即彼”二值逻辑的缺陷，因此，模糊数学发展非常迅速。从那时起，人们对模糊性作了大量的工作，尤其将模糊性的概念引入到机械可靠性设计当中。可靠性设计是处理设计变量随机性的问题。但是在一些零件的失效判据中存在着模糊性，例如，“允许的磨损量”、“允许的变形量等。在这些情况下，就需要用模糊数学的方法来解决。模糊数学与可靠性理论结合得到的可靠度称为模糊可靠度。实际上这就是模糊数学与概率论互相渗透的结果。通过这种渗透，从使计算得到的零件的可靠度结果更符合实际情况。在某些情况下得不到工作应力或极限应力的概率分布时可采用隶属函数来近似代替，但隶属函数不能随意取各种分布形式。文献「23]提出基十决策理论，将灰色系统理论引入模糊综合判断，来建立灰色模糊模型，从进行优化。文献「24]利用模糊准则来分析机械可靠性，对常见的工程问题进行建模研究，得到更接近实际工程的结果。
可靠性的定量有自己的特点。首先它很难只用一个量来表示，这就意味着不同的使用环境可以用不同的性能指标来表示产品的可靠性。因此，可靠度作为产品的一个性能指标，但是并非任何场合都使用这一个指标，对十兀件来说，往往使用寿命这个指标更加直观方便。可靠性的定量表示的另一个特点是它的随机性。对十某件产品来说，要么发生故障，要么工作正常，不会存在介十两者之间的状态，但是具体产品到丧失功能的寿命却是随机的，因此，衡量产品在规定时间是否发生故障也具有随机性。
1.3可靠性优化设计的现状
机械产品优化设计的目的就是在符合结构要求下并保证产品较轻。在传统设计当中，将与载荷和强度有关的物理量当成确定性的，按设计准则来给出合适的安全系数，来保证结构的安全性。这种不完善的做法常常难以反映机械产品的真实情况，最后使优化设计失败。可靠性设计的概念就是将结构中的变量当成随机变量，根据数理统计理论，按照可靠性设计准则，建立机械结构的概率数学模型。将两者结合起来就变成了可靠性优化设计。实际上，在如今的机械可靠性设计中，机械产品的结构变量一般不是确定性的。即结构变量具有随机性的特点。产品的设计人员往往对机械结构进行优化设计以此来减少产品的重量或成本。但是，这样做却造成对机械可靠性的降低。在传统的设计原则下，安全系数掩盖了各种参数的随机性，这不符合实际工程。为了解决这个难题就必须考虑结构中的变量的随机性，在优化设计当中加入可靠性约束条件。可靠性优化设计考虑了设计中各变量的随机性，因此其优化模型和优化方案比常规优化更接近客观实际，并目_能定量回答产品在运行中的可靠度，又能使产品的功能变量获得优化解，所以是一种更具工程实用价值的综合设计方法。这种方法可以明显的提升工厂的经济效益，让企业走上可持续发展道路。当今国内外专家学者在机械可靠性优化设计方面做了大量的工作。文献[2_5]分析了传统设计方法与可靠性设计方法的区别，然后将二者结合起来，对机械零部件进行可靠性优化设计，提出两种优化方法。随着计算机的高速发展，一些计算能力更强的软件也得到了广泛应用。ANSYS是有效的有限兀软件之一，具有强大的前后处理及计算分析能力，在机械行业等领域得到广泛应用。目前，人们利用ANSYS软件已经得到了良好的使用效果[[26-31 ]。文献「}2]利用ANSYS参数化设计语言，运用摄动分析法实现机械零件的可靠性设计，开辟了机械可靠性优化设计的一个新方法。文献[33]研究了不完全概率信息条件下多失效模式下机械系统的可靠性优化设计。建立了相应的计算模型，并提出了独特的计算方法。文献[34]介绍了可靠性优化设计应用十工程机械的设计当中，建立了工程机械可靠度计算模型，可靠度优化分配模型和机器参数的可靠性优化设计模型，并以工程实例作参考。文献[3 _5]利用MATLAB的优化工具箱对汽车变速器进行可靠性优化设计，采用这种方法可以有效缩短产品的开发周期。文献「36]介绍了一个模糊多目标可靠性优化设计的一个算法，通过加权函数将各个子目标进行协调从Ifn达到统一的单目标函数，用遗传算法进行求解。文献「37]说明优化技术和可靠性技术应用到机械的设计当中，以内燃机气门弹簧为例探讨可靠性优化设计的可行性。文献「38]介绍了以零件的损失为指标，建立了综合制造成本与长远利益的机械零件可靠性优化设计模型，并给出了解决方法。
现在由十粒子群算法的快速发展，有些学者已经将它应用在可靠性优化设计当中。文献「39]阐述了粒子群随机初始化来表示一个可能的解，并在解空间进行迭代，从Ifn找到最优解的过程，并巨总结过去的改进算法，并对以后的研究方向进行展望。
综上所述，可靠性优化设计在提高工厂经济效益，增强国家竞争力，提高人民生活水平上发挥着举足轻重的作用，是我们在21世纪必须认真面对的课题。
1.4稳健设计的研究现状
现在科技进步口新月异，经济全球化竞争口益激烈，公司都在想法设法在竞争中保持不败之地。当今世界级大企业已经发现:先进的管理模式和管理方法的六西格玛是公司追求质量的有效途径。在六西格玛的管理方法中，田口方法作为稳健设计的核心技术是开发高质量产品的最有效途径。
田口方法是口本田口玄一博士在二十世纪70年代创立的质量工程新技术的方法，它提供了提高质量的新方法和新思维，Ifu }_提供了高效益、高稳健性的产品开发与设计技术。六西格玛的目标是产品和过程的零缺陷。田口方法将传统设计分为二个阶段，即系统设计、参数设计、容差设计。田口方法的最大特点是将质量管理和经济效益联系在一起，运用数学方法，从工程和技术的观点来对质量管理的理论和方法进行研究，从形成了一套有创新性的、通用性的质量设计和质量评价体系。近半个世纪以来，人们已经认识到稳健性的重要性，各国的专家学者都做了很大的工作。田口方法也口益完善，由静态的稳健设计逐步发展为动态稳健设计，从稳健产品开发发展到稳健技术开发，并从工艺入手将工艺的单项稳健性开发过渡到工艺与产品的并行开发。研究方法是越来越简单、巧妙。
随着田口方法的应用越来越广泛，它所带来的效益也越来越明显。工程实践证实:稳健性是产品评价验收的第一准则，各大公司对产品的稳健性要求也更加突出。稳健性在口本和美国等先进的国家得到广泛的应用;ROBUST作为一种标志已经成为产品质量可靠、值得信赖和放心购买的标志。稳健性设计的目的就是当产品中的设计变量发生微小的变化时，产品还能正常运行从Ifn保证产品的稳定性。现有的稳健设计方法主要分成两大类:一类是以经验或者半经验为基础的稳健设计方法，包括田口方法、响应面方法和广义模型法。另一类是优化方法与工程模型为基础相结合的工程稳健方法，包括随机模型法、灵敏度分析法、容差多面体法。稳健设计又称为健壮设计。其特点是以最低的物质消耗、通过产品设计、技术开发使产品对十外界环境变化、机器零部件制造公差和时间因素所形成的磨损、疲劳、劣化等干扰的影响具有很强的抵抗能力，从Ifn使产品具有高度稳定性能，使开发的技术在大规模生产和不同使用环境条件下都能够达到稳定地，长久地满足用户的要求。从}fn使公司能够有效地降低因机器问题所造成的维修费用，大大提高企业的经济效益。据麻省理工学院的调查，美国70%的工程技术人员都了解稳健设计方法。我们十1980年引入稳健设计方法，并首先在机械工业得到研究与应用。
从稳健性设计的角度来研究可靠性问题，可以看出，可靠性的实质是反映产品对环境因素和时间因素所造成波动的抵抗能力。这种抵抗能力越强，稳健性越好，抵抗能力越弱，稳健性越差。为此，稳健性设计无疑是提高产品可靠性的有效途径。稳健设计的目的是减少质量的波动，其实质是减少产品性能的总体方差。
这些年来，随着科技的口益发展，在稳健性设计理论中，有了一些新的研究成果。文献「40-41]阐明了当代稳健设计的发展历程，力求从工程的角度表达田口方法的基本理论、基本思想以及应用方法和程序。文献「42-43 ] I明稳健设计技术的概念和重要性，分析了国内外专家学者对稳健设计理论研究的最新进展。并在此基础上提出了稳健设计的发展趋势一集成化稳健设计系统。文献[44]探讨了不完全概率信息条件下的梁结构可靠性稳健设计问题，并提出了一种可靠性稳健设计方法。把可靠性灵敏度带入可靠性的优化设计当中，将灵敏度作为约束进行数学建模，从Ifn进行计算得到结果。文献「4_5]提出一种将可靠性稳健设计理论与多目标决策相结合的方法，将结构的可靠性稳健优化设计问题转化为多目标优化问题。运用灰色理论中的关联分析法，创造性地提出灰色粒子群算法求解的可靠性稳健优化问题。文献[46]阐述通过分析MSE标准的合理性并考虑方差的重要性，用响应面模型给出过程方差的可行域，构建以MSE为目标函数，以过程均值和方差为约束的稳健设计参数模型。
稳健设计关系到国民生产，可靠性的提高有利十增强我国产品的国际竞争力，与国外相比，我国的稳健性技术应用到实际生产当中还是很少的，这个问题必须认真解决，总的来说，谁掌握好稳健性设计技术，谁就在当今立十不败之地。
参考文献
[1]张德丰.matlab模糊系统设计「M].北京:国防工业出版社，2009.
[2]曾风章.稳健设计原理技术方法案例「M].北京:兵器工业出版社，2004.
[3]金伟娅，张康达.可靠性工程〔M].北京:化学工业出版社，2005.
[4]牟致忠，朱文子.机械可靠性设计「M].北京:机械工业出版社，1999.
[5]刘品，刘岚岚.可靠性工程基础[M].北京:中国计量出版社，2009.
[6]赵国藩.工程结构可靠性理论及其应用「M].大连:大连理工大学出版社，1996.
[7]程涛，李珊，程亮，胡云波，仪明星.机械零件可靠性优化设计新方法的分析 研究「J].现代制造工程学报，2008, 10: 94-96.
[8]余俊.现代设计方法及应用「M].北京:中国标准出版社，2002.
[9]土少萍.工程可靠性「M].北京:北京航空航天大学出版社，2000.
[10]郑婿侠，机械产品可靠性的数学模型分析「J].机械制造研究.2008, 05: 10-11.
[11]杨娜，叶国铭.机械可靠性定性与定量方法概述[[J].机械设计与制 造.2006, 3:16一18.
[12〕吴波.机械零件与系统可靠性模型[M].北京:化学工业出版社，2003.
[13〕潘爽.浅谈机械产品的可靠性设计「J].电子机械工程.2006, 22 (1) : 7-10.
[14〕李云贵，赵国藩.结构可靠度的四阶矩分析法「J].大连理工大学学报，1992,32 (4):455-459.
[15〕李静，冯志刚.随机加权最大嫡法在可靠性评估中的应用「J].电子产品可靠性与环境试验.2008, 26 (6) :62-65.
[16]Daniels H E.Saddlepoint approximations in statistics. The Annals of Mathematical Statistics, 1954, 25 (4):631-650.
[17] Zhao Y G Ono. Moment method for structural reliability. Structural Safety, 2001, 23(1):47一75.
[18]ANSYS Design Xplorer培廿!}手册.2004
[19]Freeman. Robust Nonlinear Control Design.Morden Birkhauser Classisc. 1996.
[20] Bo Bergman, Jacques de Mare, Thomas Svensson, Sara Loren. Robust design methodology for reliability. Wiley. 2009, 10.
[21]Madhav S. Phadke. Quality engineering using robust design. Prentice Hall PTR. 1989.
[22]工gor N. Egorov, Gennadiy V. Kretinin and工gor A. Leshchenko. How to execute robust design optimization.2002:1一7.
[23] Kwon-Hee Lee and工1-Kwon Bang. Robust design of an automobile front bumper usingdesign of experiments. Automobile Engineering. 2006,9:1199一1207.
[24] C. Zang, M.工.Friswell, J. E. Mottershead. A review of robust optimal design and its application in dynamics. Computers and Structures.2004,8: 315一326.
[25]Maoris, Dimitri N, Bandte, Oliver. A probabilistic approach to multivariate constrained robust design simulation. Georgia工nstitute of technology.1997, 8:1一17.
[26] Saitou, Kazuhiro. Robust design of flexible manufacturing systems using,colored Petri net and genetic algorithm. Kluwer Academic Publishers.2002, 8:339一351.
中文摘要 3-4
ABSTRACT 4-5
第一章 绪论 8-18
1.1 工程背景和选题意义 8-10
1.2 可靠性技术研究的现状 10-14
1.3 可靠性优化设计的现状 14-15
1.4 稳健设计的研究现状 15-16
1.5 本论文研究内容 16-18
第二章 数学基础和可靠性基本理论 18-30
2.1 引言 18
2.2 数学基础 18-21
2.2.1 极限状态函数的统计 19-20
2.2.2 Edgeworth 级数 20-21
2.3 可靠性基本原理 21-28
2.3.1 机械可靠性设计中的干涉理论 21-22
2.3.2 基本概念 22-25
2.3.3 目前可靠性设计的常用方法 25-28
2.4 可靠性优化设计模型 28
2.5 工程数学软件MATLAB 的简介 28-29
2.6 本章小结 29-30
第三章 基于样本四阶矩的机械可靠性优化设计 30-46
3.1 引言 30-31
3.2 Edgeworth 级数法 31-32
3.3 可靠性优化数学模型 32
3.4 基于四阶矩的机械典型零件可靠性优化设计 32-45
3.5 本章总结 45-46
第四章 机械零件的可靠性灵敏度分析 46-68
4.1 引言 46
4.2 有限元法 46-51
4.2.1 概率设计概述 49
4.2.2 PDS 的基本过程和步骤 49-50
4.2.3 PDS 的参数分布函数与选用 50-51
4.3 基于ANSYS 的可靠性灵敏度分析 51-64
4.4 基于四阶矩的可靠性灵敏度分析 64-66
4.5 本章小结 66-68
第五章 机械稳健设计 68-76
5.1 稳健性简介 68-69
5.2 评价指标 69
5.2.1 质量损失函数 69
5.3 产品质量设计模型 69-72
5.3.1 机械产品的功能因素 69-70
5.3.2 模型的基本要素 70-71
5.3.3 稳健性特征量 71
5.3.4 加工工艺的尺寸误差 71-72
5.4 悬臂梁的稳健设计 72-74
5.5 本章小结 74-76
第六章 结论与展望 76-78
6.1 本论文总结 76
6.2 研究展望 76-78
参考文献 78-82
致谢 82-83
攻读硕士学位期间发表的论文目录 83-84
您可能有工程硕士学位论文方面的购买需求，请到工程论文硕士论文频道选取：