前言：一篇好的文章需要精心雕琢，小编精选了8篇可靠性设计范例，供您参考，期待您的阅读。
可靠性设计范文1
关键词：医疗；器械；产品；机械；可靠性；设计
医疗器械类产品现阶段市场竞争日益激烈化，为快速抢占更多市场份额，因医疗器械类产品自身特殊性，持续提高对于稳定性、强度性、刚度性各个层面机械的可靠性具体设计要求。因而，综合分析医疗器械类产品当中机械可靠性设计应用，有一定的现实意义和价值。
1简述医疗器械机械可靠性设计基本特点
可靠性设计是医疗器械产品研发过程非常重要的一环，其有以下四个基本特点：一是，以强度和应力为随机变量实施可靠性的设计。机械设计拆分后由各个零件组成，若零件与零件之间的应力有较多较大强度的相互影响，则其中应力较大的零件便有失效的可能；二是，以概率为随机角度对机械结构实际安全性予以衡量。通过以往的设计经验和各设计单元的已使用数据，或者分析目标单元作用机制，从这些经验和原理方面可分析不同设计单元失效的概率。而可靠性的设计目的侧重于系统或者零件失效概率，并使用不同的方法规避这些风险；三是，着重考虑可维修处理性。我国人口众多，大量患者势必对医疗器械使用频率高于国外产品，从而加大对医疗器械类产品使用产生的直接不良影响，这些影响有表面划伤、润滑不佳、过载使用等等情况，且这些医疗器械出现故障风险也高于国外。因此维修频率的加大势必对医疗器械产品机械可靠性设计提出新的要求，即可靠性设计还应基于维修便利操作进行；四是，因医疗器械，特别是大型有源医疗器械类产品属于复杂性综合系统，不宜仅仅从单个模块予以可靠性设计，其可靠性整个设计过程更应侧重于连接其余系统。对于大型医疗设备，如治疗设备、影像设备，其各个模块之间相互连接又相互独立，可靠性设计应充分考虑他们之间相互的连接方式，避免造成系统风险。
2有效应用
2.1可靠性分析层面医疗器械是集临床医学、生物医学工程、电子技术、计算机及信息技术等多学科交叉应用的结果，同时医疗器械直接作用于人体，这就要求对其可靠性分析细致全面。可靠性属于综合性极强一门工程学科，从电子产品至非电子类产品类、机械类产品的可靠性层面设计多年研究发展。可靠性逐步引入医疗器械类的产品当中，涉及到较多诊疗检测相关医疗仪器、部分大型医疗设备等。医疗器械类产品自身可靠性往往可集中反映机械产品总体稳定性，着手于可靠性的机械设计，体现产品强度、刚度、寿命情况。所谓可靠性的设计，即部分零部件或者系统处于特定条件及时间，可完成相应功能，时间层面上可体现功能或者性能稳定性，以产品质量优化为根本目标，保证医疗器械类产品运行能力不会有失效情况产生。医疗器械类的产品，和病患安全及临床诊断准确性密切联系，故做好医疗器械类产品机械可靠性设计较为关键，因此进行全面分析可靠性设计，国家发布了相关行业标准——《YY/T0316-2016医疗器械风险管理对医疗器械的应用》，其在机械设计层面都有相关的指导要求。
2.2设计方法层面
2.2.1耐环境层面针对耐环境层面
设计，不同于其它设备，医疗器械必须满足国家特定的标准，即《GB/T14710-2009医用电器环境要求及试验方法》，为有效防止医疗器械不良事件发生，其安全性必须得到保证，而医疗器械产品预期使用常处于电磁、核辐射、高低温、潮湿、振动、单一故障状态及各种运输、搬运、振动甚至高原低气压等冲击环境之下。因部分单元无法承受环境应力，以至于有故障产生，故医疗器械类产品有效应用机械的可靠性这种设计方法，可借助环境防护相关设计手段，将环境应力产生后对医疗器械类产品的影响加以缩小，将医疗器械类产品实际使用寿命及其可靠性有效提升。如医疗器械类产品多数均需内设规模较大的集成电路，遭静电冲击后，烧毁现象极易发生，故设计期间需侧重于防静电层面的措施。潮湿环境下，医疗器械部分产品因较长时间存放，极易受潮短路，需对此类产品增强防潮设计，对产品具体使用环境、维护保养相关要求均予以明确。针对部分精密性医疗器械类产品，因吸附灰尘后同时吸附腐蚀有害气体及水分，生锈加速，降低产品自身散热性，极易因绝缘性强度下降致使短路漏电发生，故机械的可靠性这种设计方法之下医疗器械类产品耐环境具体设计期间务必考虑整体防尘、空气过滤。如进风口处可增设空气的过滤网，机箱内部冷却风通路务必确保自低温模块逐步向高温模块可实现有效流动。
2.2.2选用元器件及零部件层面
元器件属于电气系统、电子基础性的产品，零部件属于机械系统当中基础性产品，其自身性能及可靠性等各项参数均对医疗器械类产品性能及可靠性产生直接影响。设计初期，需高度重视元器件及零部件的具体选用和控制，将控制机构确立起来，将优选目录及清单制定好，确保医疗器械类产品当中机械可靠性设计应用效果得以提升。如医疗器械部分产品因运行时间相对较长，机械部件严重磨损，机械动作会有不到位情况产生。伴随使用时间持续增加，部分元器件会有绝缘基础条件降低、橡胶的密封器件不同程度老化各种现象、电路故障、压力无法达标等各种情况发生。故医疗器械类产品当中机械的可靠性设计具体应用期间，务必要注重元器件及零部件合理选定，着重考虑医疗器械类产品具体使用环境及寿命、频率、可靠性各项指标。针对未满足此设计要求医疗器械类产品当中部分元器件及零部件，则考虑易损部件备份更换及增强维修处理。
2.2.3余度设计层面
所谓余度设计，即机械的可靠性这一设计方法之下对医疗器械类产品用超过一套线路、器件、能源，将所规定任务完成，对医疗器械类产品具体设计任务的可靠性可起到提升。如针对关系人体自身生命安全部分医疗器械类产品，使用过程因产品自身故障所致人身安全层面问题产生，则会引发较为重大的医疗事故问题。故针对重要医疗器械类产品实施机械的可靠性具体设计期间，务必注重余度设计，考虑不同的应急情况，为使用过程提供安全且可靠的保障。
2.2.4可靠性的试验评价层面
对医疗器械类产品实施机械的可靠性具体设计期间，可靠性的试验评价较为关键，经可靠性的试验评价能够及时发现医疗器械类产品材料、设计、工艺方法潜在的缺陷问题，确认其能否与可靠性的定量标准相吻合，为医疗器械类产品的可靠性改善，将医疗器械类产品整体机械可靠性设计效果得以提升，务必积极落实可靠性的试验评价分析工作，其主要包含筛选环境应力、可靠性的增长试验及研制试验分析等等。试验分析过程，务必结合医疗器械类产品实际研制特点实施，使医疗器械类产品设计及生产缺陷尽早暴露出来，及时改进优化处理，将医疗器械类产品整体机械的可靠性有效提升。同时，注重试验结果的合理改进。为有效开展医疗器械类产品整体机械可靠性的试验操作，降低试验操作结果出现不真实问题实际发生率，单位做好合理改进试验结果，促使医疗器械产品自身可靠性的试验操作能够形成标准化的运行模式及机制。先安排具备较高专业素养的技术员做好全程监督管理工作，做到对医疗器械产品自身可靠性的试验操作全过程的科学化监管，尽量防止试验操作结果出现不真实问题状况。注重日常协调管理，创建试验操作结果调查体系，全面了解医疗器械产品自身可靠性的试验操作实际情况，适当简化试验操作步骤，确保合理监督及控制医疗器械产品，提高监管工作可靠性及完善性。医疗器械产品自身可靠性的试验操作具体开展期间，应保证试验操作结果与现阶段时代发展现实性需求相适应，合理编制并逐步完善工作系统及模式，确保医疗器械产品自身可靠性的试验操作能够顺利完成。此外，尽可能规避试验期间各方面影响因素。构建合理、科学的综合管控体系，保证各项工作均能够符合国家各项标准及要求。确保连续性操作，连续试验操作时间一般应超过8h（特殊医疗器械可根据其自身特点进行规定），依据实际情况及各项标准开展科学合理地维护及管理工作。科学运用自动化记录系统，对试验操作期间形成的所有数据信息实现自动化记录与存储，提升医疗器械产品自身可靠性的试验操作自动化水平，保证试验操作结果的可靠性及真实性。
2.2.5可靠性设计的改进层面
对医疗器械可靠性设计长期实践经验可知，大部分情况下，可靠性设计并非一蹴而就、一帆风顺。相反，其结果往往不如人意，即在可靠性设计完成及产品整体设计开发完成后，依然会在机械方面出现未能全面考虑的新分析。所以，医疗器械产品设计完成后，需根据产品预期使用环境、使用频率进行极限情况测试，模拟各种可能出现的情况，并在有效的医疗器械风险分析过程后，及时对可靠性设计进行改进再分析，直到这些风险控制在可接受范围。近年，国家药品监督管理局相继出台医疗器械相关法规，如《医疗器械不良事件监测和再评价管理办法（试行）》及其相关配套法规，明确规定医疗器械上市后必须进行风险再评价，其中机械可靠性方面是医疗器械安全有效的重要组成部分，对其再评价并持续不断改进也是国家法规对医疗器械企业做出的必要要求。总之，可靠性设计是医疗器械设计开发的重要一环，作为医疗器械设计生产制造企业，要科学管理其改进方法，持续不断地对产品在可靠性方面进行改进，这些改进的实施并非盲目进行，而是有章可循，即遵循《YY/T0287-2017医疗器械质量管理体系用于法规的要求》中有关方法进行改进。
2.3使用维修层面
为确保医疗器械类产品始终处于安全可靠的运行状态之中，且可满足于实际的使用需求等，就务必要高度重视其后期的使用维修，这也属于机械的可靠性重点设计部分，属于保医疗器械类产品设计制造重要延伸。故而，对医疗器械类产品实施机械的可靠性具体设计期间，务必重视使用维修工作。借助逻辑分析手段，针对医疗器械类产品，科学合理制定出产品维修操作方案和内容等，合理规划产品具体的使用年限，尽可能地将使用年限延长。针对保医疗器械类产品，其自身可靠性和使用维修关系十分密切。两者属于相互影响和促进的关系，把握好两者关系，是产品整体可靠性有效优化及提升的关键，需要科学合理分析保医疗器械类产品可维修的各项指标，为产品后期的使用维修来提供重要依据或者参考。还应兼顾分析维修方面费用，能够以最少的成本，避免发生各种运行故障问题，为保医疗器械类产品整体可靠性提供保障，为广大患者的生命安全起到基础保障作用。
3结语
可靠性设计范文2
关键词：直升机；可靠性工程；浅析
引言
系统或设备在规定的条件下和规定的时间内完成预定任务的能力称为可靠性。可靠性包括稳定性、耐久性和安全性，通常用百分比表示。可靠性是衡量系统或设备质量好坏的重要标准之一。提高可靠性是一个系统工程，单纯提高零部件的可靠性是难以实现的[1]。为达到系统可靠性要求所进行的相关设计、管理、试验等一系列工作的总和称为产品的可靠性工程。可靠性设计提高了系统的固有可靠性；可靠性管理从研制、试验等方面的全面质量管理保障了系统的固有可靠性。我国已进入新型直升机的自行设计、研制阶段，现代直升机组成部件越来越多，飞行环境也越发复杂，这对直升机可靠性提出了更高要求。与固定翼飞机相比，直升机有其自身的特点，直升机的操纵系统和动力系统(包括旋翼、尾桨、传动系统、自动倾斜器和发动机等)中动部件较多，受高周疲劳载荷，工况极为严酷，疲劳振动问题影响较大。与此同时，直升机没有弹射救生系统，一旦发生部件出现故障往往容易导致严重的飞行事故，直升机的设计制造对可靠性工程提出了很高的要求[2-6]。直升机可靠性的提高，能很大程度防止故障和事故的发生，尤其避免灾难性事故的发生，从而保证驾驶员的安全，降低直升机总的运行费用，减少停机和维修的时间，大大提高直升机的利用率。设计直升机时，需要对直升机操作系统的可靠性预计和分析，向直升机各部件分配可靠性指标，进行可靠性设计。本文以某轻型直升机为例详细介绍可靠性工程设计。
一、可靠性设计指标
可靠性定量要求直接关系到系统的使用效能和全寿命周期费用优劣。根据效能和费用权衡原则，正确选择和确定可靠性定量要求，对于直升机新机可靠性的设计、研制和使用有其重要意义。常用的可靠性参数有：1.可靠度。平均故障间隔时间(MTBF)。是指相邻两次故障之间的平均工作时间，单位为“小时”。2.平均故障间隔飞行小时(MFHBF)。可靠性参数及其量值的选取，既要充分考虑直升机的使用特点，也要参考国内外同类型直升机的可靠性参数。选择的可靠性参数要能覆盖本型号飞机的使用特点，尽量选取国际上较通用的参数，并能通过相关性准则可转换为固有值的外场使用指标。根据上述可靠性指标的选取原则，确定某轻型飞机的可靠性定量指标MFHBF(平均故障间隔飞行小时)为：1.设计定型最低可接受值为5h；2.成熟期目标值为12h。
二、可靠性框图和模型
可靠性框图直观地展示了系统的功能和组成系统的单元之间的可靠性功能关系。了解系统中各个单元的功能，这些功能的相关联系，以及这些单元功能、失效模式对系统的影响又是可靠性框图的建立的先决条件。从可靠性数学模型可以看出，系统中的单元数与系统的可靠度成反比。因此，减少系统中的单元数或提高系统中最低的单元可靠度(即提高系统中薄弱单元的可靠度)均可提高系统的可靠度。
三、可靠性预计
可靠性预计的目的在于估计产品在给定工作条件下的可靠性，运用以往的工程经验、故障数据、以及当前的技术水平，尤其是以元器件、零部件的失效率作为依据，从而预报产品(元器件、零部件、子系统或系统)实际可能达到的可靠度的综合性过程，此过程表现为由局部到整体、由小到大、由下到上。以失效率预计法为例，对系统进行可靠性预计，图2为失效率预计法的流程图，一般步骤为：1.依据产品功能完成可靠性框图的绘制；2.根据所绘制的可靠性框图进行相应数学模型的建立；3.各方框中元部件或设备的失效率的确定，该失效率应为基本失效率。
四、可靠性分配
可靠性分配，用于逐层分解总体的可靠性指标值，将装置的可靠性设计指标要求值分配到各部件，并实现各部件可靠性设计指标要求值的形成。同时，将各部件所选用器件的大致分类、数量和使用条件作为输入完成可靠性预计，得出每个装置基本可靠性设计值的大致范围，再结合预计的结果，最终得到相对合理的各部件可靠性指标设计要求值。由分配结果可知，得到的MFHBF为12.06h，大于成熟期目标值12h，满足设计的要求。
五、结束语
本文从应用的角度出发，从设计指标、可靠性框图、可靠性模型及可靠性预计等方面对某轻型飞机的可靠性进行系统研究，最终得到平均故障间隔飞行小时(MFHBF)为12.06h，大于成熟期目标值12h，满足设计的要求，为提高轻型飞机的可靠性水平及通用航空开展可靠性设计与评价提供支持。
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可靠性设计范文3
关键词：岩土工程；可靠性；耐久性设计；有效措施
岩土工程的可靠性设计在岩土工程建设中占有重要地位，岩土工程经常会遇到软土地基的基坑支护工程的建设，这种类型的建筑更加需要保证设计的可靠性。土壤之间的间隙相对较小，此外，含水量相对较高，渗透率相对较低，因此岩土工程地下结构的使用寿命相对较长，在基础阶段进行治疗也非常重要。地基的好坏和处理方式对岩土工程的施工质量有很大的影响，相关设计人员在保证软土地基的施工质量的基础上加以改进，达到提高岩土工程质量和可靠性的目的。
1岩土工程可靠性设计现状分析
岩土工程可靠性设计目前主要基于极限概率法和统计学中一些数学方法，并建立起土体的物理模型，运用公式或者软件对其的使用寿命、可靠度进行一个预测及分析，抓住主要矛盾，着力发展和推广这一项分析系统。对岩土工程可靠性设计而言，最主要的还是合理的采用一套可行的分析方法，岩土的地质条件对分析的影响很大，由于岩土土体的各项不均匀性和不同的性质，导致岩土工程可靠性分析存在着比较大的争议，即采取何种方法具有代表性，最适合土体的实际情况。要找到与实际条件最为拟合的一种分析方法，重点还是要通过实践的手段分析结果，实践是检验真理的唯一标准，缺少实践的理论分析站不住脚。岩土工程中的持力层主要是软土地质，考察孔隙率、含水量、土体的疏松程度的影响，岩土工程中软土主要是针对饱和土壤，由于土壤软土含有一定软土层的地基承载力和透水性相对较差，容易产生变形，基础固结时间较长，这也会影响施工过程中地基的承载能力，造成基础的不均匀沉降。
2岩土工程可靠性设计分析
岩土工程可靠度分析存在着不少的问题，也留下了很大的争议，不同的人对不同的分析方法看法不一，具体情况还是要具体分析。对不同的岩土结构来说，采取不同的分析方法很重要，岩土工程设计可靠性通常是通过采取一系列的技术来保证，这些技术主要包括以下三个方面：第一，表面处理。这个表面处理技术主要是考虑到基础比较软,可以加强给排水、更换及其他措施,以确保基础结构的建设。需要注意这种治疗的前提是需要一个更好的土壤质量，能满足施工的要求。水的含量相对比较大，考虑到这种情况，可以在地面上挖沟渠，可以排放土壤中的水，以增加地基表面的强度。在更换时，砂垫可用在软土厚度薄、排水方便的地区。砾石更方便，砂垫一般厚200毫米，软土地基的排水速度快于砂，一般选择干净的沙，污泥含量应控制在5%以内。更换碎石后，必须及时压缩地基，使得砂砾表面的施工质量相对安全，表面处理是岩土结构分析时所直面的一个问题；第二，地基不均沉降的问题。当地基不均匀沉降时，可靠度分析所采取的模型必须考虑到这一因素的影响，由于温度收缩、地基不均匀沉降都会给建筑物带来徐变的影响，这种会影响岩土工程设计的可靠度，必须加以考虑，才能够在未来的施工中从而保证岩土工程的顺利施工。此外，也可以使用水泥和生石灰材料来处理地基；第三，材料的问题。软粘土地基,它必须受到一定的固化处理、水泥和生石灰。和其他材料相比,施工人员还可以使用搅拌机搅拌粘土和其他机械设备,促进土壤、水泥和其他材料混合,然后改善岩土工程基础的承载能力。主要是通过水泥等固化剂加固处理软土，并充分搅拌来改善基础的土壤质量,这一技术通常用于饱和软土地基。在软土地基处理中，砂泥含量对地基处理有较大影响，泥浆的含量太大了。一旦地基被淹没，地基的水分不易流失。在处理后，基础会出现板块，然后底层对含大量泥浆的砂粒质量的影响将对地基处理的质量产生更大的影响。因此，在施工过程中必须严格控制砂粒和其他材料的质量，避免使用不合格的材料，保证岩土工程设计的质量。
3岩土工程结构可靠度设计的有效措施
基于上述的岩土工程结构可靠度分析面临的问题，可以采取一系列的措施加以防护和保证。首先是保持现场的清洁，在岩土工程必须清理现场，以确保现场没有碎片。一个良好的施工环境对于正确的判断和分析岩土工程的可靠度分析的影响非常大。对粘性土，可以利用竖向排水来条件要合理的选择，如在施工过程中填埋边坡表面，对岩土工程可靠度分析，必须考虑土体的性质，像软土土壤之间的间隙相对较小。此外，含水量相对较高，渗透率相对较低，对可靠度的影响比硬度大的土体明显，保证基础不容易出现损害，填充水压力的差距可以减少沉降造成的基础损伤。在建设过程中，适当减少地下水的水分，使用钢板和其他设施避免建筑面积减少的影响，周围的建筑工地软地基处理,主要是为了避免不均匀岩土工程基础的沉降对岩土工程的质量造成的不利影响,也必须接受全面检查施工过程中主体。如果出现异常情况，必须及时分析，采取有针对性的措施解决，避免问题进一步扩大。以上的这些做法都能在一定程度上保证岩土工程结构可靠度的设计。
4结束语
综上所述，地质条件的处理一直是岩土工程可靠度设计的关键和难点。对岩土工程可靠度分析，必须考虑土体的性质，软土土壤之间的间隙相对较小。此外，含水量相对较高，渗透率相对较低，因此对可靠度的影响比硬度大的土体明显。此外，防护也是可靠度分析里面的一个重要的环节，所以在基础阶段进行治疗也非常重要。地基的质量对岩土工程的施工质量有很大的影响，因此，必须保证软土地基的施工质量并在此基础上加以改进，达到提高岩土工程可靠度的目的。
参考文献：
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[2]葛玲.岩土设计中可靠性的分析[[J].论述,2015(6):109-110.
可靠性设计范文4
关键词：工程车辆；可靠性；结构强度设计
0引言
据统计，工程车辆的结构件重量占整机重量的50%～70%。在保证工程车辆结构强度的基础上，减轻车身的重量，对降低成本、提高作业效率、增加燃油经济性有重要的作用。传统结构强度设计的核心观点是：材料的强度值大于或者等于载荷产生的应力[1]。即：（1）其中为载荷产生的应力，S为材料强度，n为安全系数，即为保证安全而增加的倍数。一般认为，满足上述条件，所设计的结构强度是可靠的。传统的结构强度设计方法认为材料的强度和载荷应力均为恒定值。然而随着时间的推移，由于材料在动载荷、腐蚀、磨损、疲劳载荷的长期作用下，材料强度会逐渐衰减，同时外加载荷随着工况的不同，其产生的应力大小也不断地发生着变化。因此，该设计存在如下缺陷：1）使用初期，材料强度大于应力，但随着时间的推移，材料强度存在小于应力的可能，即随着时间的变化结构变得不可靠，而设计人员却无法预知；2）由于设计时外加载荷被假定为恒定值，在极端工况下，存在应力大于结构强度，从而结构发生破坏的情况。本文在前人工作的基础上，基于可靠性理论，结合工程实践系统性地阐述了工程车辆结构可靠性设计的方法。
1工程车辆结构强度设计
1.1可靠性理论下的结构设计可靠性理论认为零件强度会受到外加载荷、磨损、加工质量、润滑状态等因素的影响，由于这些影响因素的状态是随机变化的，因此强度为随机变量[2]。同理，应力在载荷工况、零件尺寸、工作温度等因素的影响下也为随机变量。用f(x)表示零件强度，用g(x)表示零件应力，则某一时刻下，零件的应力和强度的关系如图1所示：通常零件的强度是高于其应力的，但由于强度与应力的随机性，使得应力-强度两概率密度函数曲线在一定条件下可能存在相交的区域，这一区域被称为干涉区，在该区域内零件可能出现破坏，同时干涉区域的面积即为不可靠度。从时间角度讲，零件使用初期，强度分布与应力分布不存在交集，但随着时间的变化，强度慢慢减小，最后出现了干涉区域，如图2所示。因此，干涉区域面积的大小及其变化是可靠性设计重点关注的核心，是量化可靠度的重要内容。综上，基于可靠性理论的结构强度设计的主要内容为：确定基于实际工况下的应力和零件强度分布函数；根据设计要求，量化零件的可靠度；进行零件结构参数的确定。
1.2基于可靠性理论的结构强度设计过程。1.2.1零件可靠度的确定。工程车辆结构可靠性设计的起点是确定可靠度，即是确定在额定工作时间下的可靠度。可靠度的具体确定主要是根据机械产品的市场信息反馈或者客户的具体需求。一般而言，主要根据产品故障引发的危险性程度及经济性后果来确定。破坏后，造成的危险性较高、经济损失较大的零部件，其可靠性等级往往需要较高。产品可靠性水平等级与可靠度的关系如表1所示。对于工程车辆而言，关键零部件一般选择4级，特殊结构选用5级。1.2.2结构可靠性设计的具体流程。在工程车辆的实际设计过程中，一般采用如下的设计流程，如图3所示：根据确定好的应力概率分布和强度概率分布，建立应力-强度的干涉模型；然后建立基于可靠度的应力、强度关系式；最后确定零件结构参数。1.2.3应力（强度）概率分布的确定。应力是计算零件截面上载荷与截面几何尺寸的函数，强度是关于零件材料性能和几何尺寸的函数，因此求取应力（强度）概率分布实际上需要先求取载荷、几何尺寸以及零件材料性能的概率分布；然后再根据这三者的概率分布，计算出应力（强度）的概率分布。概率分布确定过程中的数据来源主要有：1）产品使用或维修过程中的统计资料；2）可靠性试验产生的数据；3）可靠性解析式计算或预测的数据。统计或试验数据一般需要经过统计和分析才能进行使用。载荷概率分布的计算要求进行实测，即对载荷-时间历程进行记录、计算，再根据数理统计，确定分布类型和建立数学模型。零件材料性能概率分布一般要求对材料进行一定数量的试验，然后根据试验数据，确定概率分布。由于金属材料的力学性能相对稳定且工艺已经流程化，因此金属材料的概率分布可以通过已有的金属材料手册数据进行近似计算；对于新材料，由于对其研究和认识不充分，必须经过试验、统计得出概率分布。几何尺寸受到加工设备精度、量具精度以及人员的操作水平的影响，其概率分布可通过实际测量计算得到，大量统计表明，几何尺寸一般呈现正态分布[3]。确定载荷概率分布、几何尺寸概率分布、零件材料性能概率分布后，可通过各参数之间的函数关系求取应力（强度）的概率分布。通过对大量文献的综合分析，目前确定应力、强度分布的方式主要有以下几种：1）代数法[4]。设影响零部件应力或强度的参数为X1，X2，��，Xn，且它们相互独立且服从正态分布，则可根据应力（强度）与参数的函数关系，把它们综合成仅含单一随机变量的应力或强度表达函数，按照正态分布函数的运算可求出其分布。显然，该方法的应用范围主要针对影响参数为正态分布的情况。2）矩阵法[4]。当应力或强度函数f(x)比较复杂时，其数学期望和方差将很难获取，此时采用泰勒展开式，计算展开式的数学期望及方差。该方法虽然得到的是近似解，但是求解容易，精度也足够高。3）Monte-carlo法[5]。影响零部件应力或强度的参数为X1，X2，��，Xn，可能并非属于同一分布，此时应力或强度分布函数f(x)将很难解析或者根本就无法解析。Monte-carlo法可以用于解决此问题，其主要的策略为：对于每一个参数Xi，产生若干符合其分布的点，代入公式就得到若干符合Y分布的点，从而模拟出Y的分布。该方法需要借助计算机，以统计抽样理论为基础，是目前解决工程技术问题近似解的一个数值计算方法，广泛应用于工程中。1.2.4基于可靠度的应力、强度关系式的建立。令f(s)为应力分布的概率密度函数，g(δ)为强度分布的概率密度函数，如图4所示。应力值S1落于宽度为dS的小区间的概率为：（2）强度δ大于应力S1的概率为：（3）由于强度分布和应力分布属于两个独立随机事件，因此，在dS的小区间内，不会出现失效的概率（即可靠概率）为：（4）由于S1为随机选取的区间，因此在整个定义域内，可通过对RS1进行积分，即可得到整个零件的可靠度。该方程即为基于可靠度的应力强度关系式，其中可靠度R在零件设计前便已经确定，应力密度函数f(s)和强度密度函数g(δ)也已经确定，因此求解该方程便可得到整个零件的设计参数。1.2.5基于正态分布的可靠性结构设计。根据文献和实践应用，结构的强度分布和应力分布服从正态分布的情况较为常见。因此本文结合强度分布和应力分布均服从正态分布情况下，对结合参数的设计进行说明。应力和强度服从正态分布时，其密度函数为：（6）（7）令，显然y也服从正态分布。同时当y>0时，产品是可靠的，其可靠度表达式为：（8）令，则，且当y=0时，z的下限为：（9）当y为+∞时，z也为+∞，故可靠度R可写为：（10）由于随机变量z属于正态分布，因此，可靠性公式可写为分布函数的形式：（11）其中，zR=-z=，称为可靠性指数。可见，对于应力分布和强度分布属于正态分布的情况，可通过应力和强度的均值和标准差及可靠度求取结构的设计参数。1.2.6工程实践中的数据处理。综上所述，求取应力（强度）概率分布前，需确定载荷、几何尺寸以及材料性能的分布。确定分布的最佳方式是通过实验或者统计数据进行统计，然而由于企业往往很难进行大规模的基础性实验，因此在进行结构可靠性设计时，最佳的做法是充分利用好以往的数据。1）求取载荷概率分布的常见做法：如果企业以往有相关的载荷统计数据，可进行一定的处理后直接使用；若无相关数据，则必须进行载荷-时间历程的试验。鉴于载荷分布的准确性直接影响应力和强度分布的准确性，因此务必重视该项试验。2）求取几何尺寸分布的常见做法[2，6-7]：文献显示，几何尺寸的偏差一般服从正态分布，因此批量加工零部件的几何尺寸可认为符合正态分布，一般按照“3倍标准差原则”进行参数的确定。3）求取材料性能分布的常见做法[2，6-7]：相关文献及书籍显示，金属材料的抗拉强度、屈服强度一般能较好地符合或近似符合正态分布，大部分材料的疲劳强度服从正态分布或对数正态分布，部分材料的疲劳强度服从威布尔分布。因此在具体使用过程中，可翻阅相关的资料，确定材料性能的分布类型后，再通过材料手册进行计算。
2结语
工程车辆的结构强度可靠性设计需要大量的试验数据，试验数据越丰富，所求解的概率分布就越准确，但是在实践过程中，由于条件的限制部分数据往往采用近似的方式进行处理。从理论上讲，对设计的精度有一定的影响。为确保结构强度可靠性设计的效果，应该做好产品使用、维修过程中的数据采集和记录，以便在新产品的设计中进行优化。
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可靠性设计范文5
近几十年来，出现了新的现代机械设计方法，比如创造性、系统性、优化性、综合性、CAD等设计方法，与传统的、静态的、手工的机械设计方法相比，现代机械设计方法是动态的、科学的、系统的，且可设计出产品参数。
2现代机械设计方法的发展
随着计算机行业发展的日新月异和现代机械设计方法的不断改革，由传统的以经验为主的设计理念转变成了以系统设计方法为主。
3现代机械设计方法的特点
现代机械设计方法特点鲜明，设计时不仅要对机械的工作原理、构造、运作方式、力和能量的转换方式、物流技术，以及各零部件的材料、形状、大小和润滑方法等进行思考、核对、研究，还要结合创造性工程、仿生学、控制论和机械电子学等众多学科知识进行产品设计，从而使设计出的机械产品在市场中具有竞争力。现代机械设计方法以传统设计方法为基础，经过改进和发展，使现代机械设计方法更加科学、合理。现代机械设计的综合性非常强，且设计的知识领域广泛，将控制技术、机械技术和科技信息技术等理论相结合，并实现了对整个机械系统的优化设置。现代机械设计属于三维体系，包括时间维、逻辑维和方法维。其中，时间维主要体现在对产品策划、产品设计方案等其他设计流程的步骤上；逻辑维是指解决问题的逻辑顺序；方法维是指对设计过程中的思维和方法的具体体现，从而使现代机械设计实现更高效、更优质的目标。
4现代机械设计方法分析
近年来，随着科学技术的快速发展，尤其是计算机行业的突飞猛进和普遍应用，为现代机械设计的理论研究、数据计算和物理模拟等创造了捷径和有利条件。同时，生产技术的需要和先进设计理念的出现，大大推动了机械设计行业的改进和发展，这对现代机械设计而言是一场革命，使人们认识到了传统机械设计的不足之处，开始注重使用科学动态的机械设计方法替代经验的、手工的设计方法，从而促进现代机械设计更新换代。
4.1可靠性设计方法
可靠性设计方法指在机械设计中不仅要引用数理统计理论和概念论概率论，还要运用可靠度指标进行机械设计。传统的安全系数设计方法检验是否安全的标准是零部件强度设计是否达标，但随着机械不断向高温、高速和大负荷的趋势发展，机械构造越来越复杂，所处的使用环境也越来越陈旧，难以保证所设计的零件具有安全性。而现代机械设计方法中的可靠性设计方法认为载荷、材料性能、强度和零件的尺寸都属于某种概论分布的统计值，并运用概率统计理论和强度分析理论，求出在设定条件下零件不会受损的概率计算公式，分析在设定的可靠度范围内零件的尺寸或该尺寸下零件的安全系数。可靠性设计主要包括可靠性理论依据和可靠性设计工程两部分内容。可靠性理论基础即可靠性数学和物理；可靠性设计工程指可靠性设计、试验、制造、运行、修理和监管等方面。目前，可靠性预测是人们集中研究的方向，也就是在设计过程中计算失效率数据、预测零件或系统的可靠度、在设定的情况下和限定时间内达到规定功能的概率。可靠性分配属于另一个研究方向，是将系统容许范围内的失效概率合理地安排给该系统的各个零部件。在系统可靠性分配中应用最优化方法，即可靠性优化设计。
4.2动态性设计方法
所有机械产品的制造过程都是在随机动态情况下完成的，但由于传统的机械设计方法存在很多不足之处，限制条件较多，所有传统的机械设计的分析设计都只能在静态状况下完成，即使想从动态情况入手分析，也只能依据以往的数据做一些简单的数据修改，无法真实、准确地反映产品的具体运行情况，与现代机械设计方法存在很大的差距，现代机械设计方法以载荷谱和零件损伤的条件为依据指导设计，大大提高了设计的成功概率。
4.3优化设计方法
优化设计方法依据最优化理论法，结合各种因素，根据人机配合的方法或自动搜查的方式，使用计算机进行半自动或全自动设计，是一种在现有工程情况下找出最优设计方案的现代机械设计方法。优化设计包括将设计中的具体问题抽象化成最优化的数学模型，并应用最优化数值的方法通过迭代来遥近数学模型的解。机械零件优化设计的步骤为：建立目标函数、确定设计变量、设定限制条件、运用科学的最优化方法和通过计算机计算数学模型。
4.4全局性设计方法
我国现代化机械设计方法理念与传统的机械设计方法相比更加全面，且实用性、功能性更高。现代化机械设计理念越来越科学、合理，通过这种先进的现代机械设计方法能更加全面地掌控整个机械设计的开展，可系统、全面地对整个机械设计的流程进行监测或督查，从而提高工作效率。
4.5并行设计方法
并行设计方法是一种对产品及其制作过程（包括制造过程和运行过程）进行并行和集成设计的系统化操作模式，也是一种集成、并行地进行产品的设计、制造和运行的系统方法。并行设计方法的理念是机械产品的设计研发者在产品研发的最初阶段，即研究和设计阶段，根据并行的设计方法全面考虑产品整个使用周期内的所有环节，包括设计规划、研发、安装、调试运行、销售、物流、运用、维修、后期保养和最后回收处理等步骤，从而在提高产品质量的同时，降低产品的成本，以减少资源消耗。
5结束语
可靠性设计范文6
关键词：岩土工程；工程设计；可靠性
岩土工程与结构工程进行比较，存在很多的相同支出，在对岩土工程进行设计的过程中，对于该种状态需要采用需要独立、有限个参数进行确定，但是根据是设计的过程中来看，岩土工程具有一个非常显著的特征就是它具有一定的非确定性，在实际设计的过程中，模型的建立主要是在概率论及数理统计的基础之上。因此，在进行设计过程中，会采用安全系数的方法进行表示。在新时期下，由于科学技术的不断发展与进步，对于传统、落后的安全系数方法已经无法满足施工企业的发展需求，而且对岩土工程的总体设计的质量也会造成严重的影响，同时引起了社会的关注和重视。施工企业要想更好的顺应时展的潮流，就要在与很大程度上保证岩土工程的设计质量，不断提高岩土工程设计的可靠性。
1提高岩土工程设计可靠性的方法
1.1一次二阶矩分析法
一次二阶矩分析法在岩土工程可靠性设计中是比较常用的一种方法，主要是根据其展开点可以将其分为两种方法，一种是验算点法，一种是中心点法，一次二阶矩分析法由于计算比较简单，主要以独立的随机变量作为前提，从而建立可靠指标的求解公式，在岩土工程可靠性分析中得到了广泛的应用看，并且其效果也非常显著[1]。但是该种方法在实际应用的过程中，一定要注意以下两个问题：①由于土性指标具有非常强的互相关性和自相关性，一次二阶矩分析法在应用的过程中，对变量的相关性是不要进行考虑的，所以会出现一定的问题，导致所计算出的可靠性的指标具有一定的差异性；②一次二阶矩分析法比较适合应用在非线性程度不是很高的极限状态中，而对于非线性程度比较高的极限状态来讲，会存在求导比较困难的现象。
1.2蒙特卡罗分析法
在岩土工程可靠性设计中，除了蒙特卡罗分析法比较常用以外，还有一种比较经常使用的方法就是蒙特卡罗分析法。蒙特卡罗分析法主要是采用数值模拟的方式，先对建筑地点的岩土进行大量的抽样，之后在对其样本进行不断的分析，之后，再将其样本值直接引入其中进行详细的分析，借助其分析的结果从而确定它的可靠性，在以上工作完成自后，在根据工程失效率的详细情况，对结构的失效率进行全面的估算[2]。蒙特卡罗分析法在岩土工程可靠性设计过程中，由于随机量与模拟速度两者之间不存在任何的关系，而且在模拟过程和极限状态的复杂程度两者之间也没有任何的关系，所以在用的过程中，比较简单、便捷，而且蒙特卡罗法也是目前检验其它方法计算精确度的唯一一种方法，在计算机技术的支持与配合下，在提升计算的精度的同时，也是其计算的数据更加接近实际情况，在整个岩土工程设计过程中占据着主要的地位，并且可以有效提高工程的可靠性
1.3响应面分析法
响应面法也是一种比较常见的可靠性的分析方法，主要是利用响应面模拟极限状态的曲面从而失效模式进行全面的分析，响应面分析法在岩土工程可靠性设计过程中，一般情况下，循环的次数会直接受到随机变量的影响，随机变量的数量一旦超过规定的数量，其所计算的失效率就会在很大程度上无法得到有效的保证，除此之外，如果输入变量的变化程度比较小，或者输出变量发生了突变，响应面分析法都会出现无法适应的现象[3]。
1.4随机有限元分析法
随机有限元法在岩土工程设计可靠性中具有一定的积极作用，可以将两种方法进行有效的结合，比如：概率统计、确定性分析等。随机有限元分析法主要是通过对于工程的统计特征进行计算，并对其进行可靠性进行分析。根据目前情况来看，随机有限元分析法主要有两种方式，一种是将随机量离散化，另一种是将函数转化为功率谱的密度函数。通过采用随机有限元法从而获得比较精确的可靠性的分析结果，近些年，在岩土工程中随机有限元分析法具有显著的效果，在岩土工程质量上起着极为关键的作用，并且其应用前景也会非常的广阔的，随机有限元法不仅可以更加客观、合理地对各个项目的相关数据进行分析，还可以在分析的过程中注重一些物理性的概念。岩土工程可靠性设计在岩土工程质量上也起着极为关键的作用，所以要不断地提高岩土工程设计的可靠性，从而满足岩土工程的实际要求。
2提高岩土工程设计可靠性的有效对策
2.1土坡设计的稳定性
在岩土工程设计的过程中，要想保证岩土工程的可靠性，就要提高土坡设计过程中的稳定性，在传统的设计方式中，设计人员对各个项目的数据进行计算的过程中，虽然数据已经非常精确，但是根据地实际情况来看，及计算的数据依然无法随机的因素进行有效、合理的控制，对于失败的概率也一依然无法进行估测[4]。因此，为了更好的提高岩土工程设计的可靠性，经过不断的探索与研究，采用不同的方法对其进行加固，从而进步提高多种岩土工程的可靠性。例如：设计人员可以采用响应面法、运动单元法等：①对不稳定区域的规模和土坡的安全系数进行有效的确定；②再通过利用计算机技术对其进行详细的模拟和计算，从而可以提高数据的精准度和岩土工程的可靠性，在很大程度上可以为工程的建设和发展提供有力的依据。
2.2地基设计的可靠性
除了提高土坡设计的稳定性，还要不断提高地基设计的可靠性。地基的稳定性在工程中起着极为关键、不可忽视的作用，要想保证地基的稳定性，就要利用以上提高可靠性的方法来对地基进行全面的设计，与此同时，并对建筑的可靠性指标进行全面性的分析，使地基不仅不会超出容许的承载力，还会减少对建筑地点基坑周围环境大面积的迫害，使其在很大程度上，可以保证地基岩土性质高强度的稳定性[5]。
2.3提高设计人员的专业技术和综合素质
设计人员在设计过程中起着决定性的作用，所以要注重设计人员的综合素质以及专业的设计水平，使设计人员可以在工岩土工程设计中做好各项工作：①设立专门的培训机构，由于设计人员的综合素质和能力与设计结果的可靠性有着直接的关系，并且在展开设计的过程中，每个环节都有人为的参与，就会出现由于疏忽出现不精确现象的发生。所以要对岩土工程设计人员进行专业知识的培训和指导，加强他们的学习，并让他们意识到工程质量安全的重要性和必要性，可以认真对待海量的数据和报告[6]。还可以让经验丰富的设计人员分享自己的经验，从而提高设计人员的综合素质和专业的管理水平；②要根据设计过程中的实际情况，建立完善的设计人员的管理制度，确相关规范，对设计人员进行合理、科学的管理，从而保证各项数据的准确性，进一步保障工程安全性和整体的质量；③制定健全的激励机制和考核机制，可以提高设计人员对工作的责任心和主动性，充分发挥他们自身的职能作用，优化管理方式，并在激励机制的作用下激发设计人员的积极性，提高岩土工程设计的可靠性，为提高岩土工程设计的可靠性奠定良好的基础。
3结束语
综上所述，社会经济的不断发展与进步，推动了施工企业的发展。施工企业要想更加稳固的前进，就要保证工程工程的质量，不断提高岩土工程设计的可靠性。在工程建设的过程中，岩土工程设计的可靠性是极为重要，不可忽视的一个环节，设计人员不仅要了解岩土的各个特性，而且还要采用不同的方法提升岩土工程设计的可靠性，同时，还要对人为因素进行合理的控制，从多个方面进行入手，以使施工企业可以顺利进行，从而保证工程工程的质量，提升岩土工程设计在实际应用中的潜在价值。
参考文献
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可靠性设计范文7
[关键词]岩土工程；可靠性；措施
因为岩土工程设计中有很多不确定的因素，对工程质量、施工安全会产生不同程度的影响。因此在岩土工程设计中就要应用多种可靠性技术，采取有效的措施，从而提高岩土工程设计的可靠性。
1岩土工程的特性
因为岩土工程的独特特点，就要求必须要保证设计的可靠性，从而规避施工中的各类问题。这就要求设计人员在设计岩土工程之前充分了解岩土特征，具体包括以下几点：天然性。岩土工程可靠性分析中的所有对象都是天然的，而且有很多的材料都是在地面以下，这就导致材料有很大一部分是不可见的，只能通过多种勘测手段结合的方式来获取准确的数据信息。地域性。通过大量的资料分析可以发现在不同位置的岩土就会呈现出不同的特征，即使在同一施工区域内，岩土的性质也会发生变化。这就要求设计人员在设计中关注岩土地域性，做大量的数据分析准备工作，保证设计方案的可靠性与可行性。数据难得性。岩土工程要想获得相关的数据信息需要通过各类的实验，不仅对试验方法提出较高要求，要求实验人员掌握较高的实验技术，因此获得相关的数据信息就比较困难。一些施工单位为了缩减开支，实验投入成本不足就很容易导致实验数据出现偏差，影响岩土工程设计的可靠性。
2提高岩土工程设计可靠性的技术方法
2.1一次二阶矩分析法
在提高岩土工程可靠性设计方法中一次二阶矩分析法是最长运用的方法，应用该方法主要是将验算点法与中心点法有机结合起来。应用该方法提高岩土工程设计的可靠性相对比较简单，主要是将独立的随机变量作为前提，从而建立可靠指标求解公式，以此来计算岩土工程的可靠性[1]。在实际的应用中为了保证计算的可靠性需要注意到土性指标具有较强的互相关性与自相关性，因此就必须要考虑各个随机变量之间的相关性，从而避免因为变量相关导致可靠性减弱。而且要注意在何种情况下使用该方法，一般是在非线性程度不是很高的极限状态中应用该方法，如果极限状态较高就不太适用该方法。
2.2蒙特卡罗分析法
在岩土工程可靠性设计中还有一种比较常见的方法——蒙特卡罗分析法。应用蒙特卡罗分析法主要是通过读建筑岩土进行多次分析，应用数值模拟来分析样本值，通过分析结果来分析是否具有可靠性。分析结果结合工程结构的失效率情况对工程可靠性进行全面的估算。在岩土工程可靠性分析中应用蒙特卡洛分析法，其中的随机量与模拟速度之间不构成任何相关性关系，模拟过程与极限状态的复杂程度之间也没有任何相关性关系。因此，整个计算过程就比较简单，也可以应用该方法也检验其他可靠性方法计算是否精确。在当前的岩土工程施工中将蒙特卡洛分析法与计算机技术结合，不仅能够提升计算的准确性还能提高计算速率，从而有效的提升工程的可靠性[2]。如下图1所示在该岩土层施工中，假设粘聚力为C，摩擦系数为f=tanθ，假定其为随机变量，则二者在互相独立的同时符合N(µc，σc)和(μf，σf)正态分布的条件，则µc=2.82KPa，µf=0337，σc=0.35KPa，σf=0.28，通过应用蒙特卡洛分析法计算，最后可以算出土体破坏概率为0.083，也就说明该岩土层存在较大的失稳性。应用传统方法，不能准确计算岩土层土体破坏率，不能采取有效的施工技术与措施。
2.3响应面分析法
响应面法也是一种比较常见的可靠性的分析方法，应用该方法就是通过利用响应面模拟极限状态的曲面从而失效模式进行全面的分析。应用这个方法对岩土工程设计可靠性进行检验的过程中容易受到随机变量的影响，如果随机变量超过了规定的数量，这就可能导致计算出的失效率准确度不够。而且输入的变量也会对计算的准确性产生影响，输入量变化较小或者是输入量发生突变，就很难适应，无法得出分析结果。
3提高岩土工程设计可靠性的有效措施
3.1加强土坡稳定性设计
岩土工程中突破的稳定性对岩土工程的可靠性会造成重要的影响，因此在岩土工程设计中就很有必要加强土坡的稳定型设计。在传统的施工设计中，为了保证土坡通过多次计算来保证数据计算准确，但是如果不能到实地考察，就不能掌握岩土工程中的变化因素，不能根据工程实际调整可靠的设计方案。这就要求设计人员根据设计经验采取多样的方式，从而保证土坡的稳定性[3]。一般比较常见的方法包括响应面法、运动单元法等。首先确定岩土工程中不稳定区域，并分析土坡的安全系数。然后应用现代信息技术，对收集的数据进行分析与计算，从而有效的保证设计中所有设计数据的准确性，提高岩土工程的可靠性。
3.2加强地基的可靠性设计
岩土工程设计除了可以通过加强突破稳定性设计来提高岩土工程的可靠性，还可以通过加强地基可靠性设计的途径实现该目标。因为地基稳定对工程的稳定性在工程中有着不可忽视的作用，因此在设计与施工中就要充分考虑到可能影响地基可靠性的各项因素，并综合应用提高可靠性的各种方法。除此之外，可以对岩土工程的可靠性指标进行综合分析，要求工程的实际承载量在地基可承载范围以内，这样就可以有效的减少岩土工程对建筑周围基坑的压力，这样可以有效地保证岩土工程的质量与可靠性。
3.3提高设计人员的专业素养
设计人员的专业素养对岩土工程质量会产生重要的影响，因此提高设计人员的专业素养对提高岩土工程设计的可靠性起决定性作用。因此，就必须通过多种形式提高设计人员的专业素养[4]。首先，企业可以为设计人员提供专门性的培训与学习机会，在这个过程中要求所有参与岩土工程设计培训的设计人员能够根据要求，参与到设计的各个环节。这样就可以帮助设计人员更好的认识到工程质量、施工安全等多方面的问题，在设计中就能更好的处理大量与岩土工程设计的数据与资料。在培训学习的过程中还可以与培训班的各位同行分享自己的设计经验，尤其可以借鉴一些设计经验比较丰富的设计者的优秀设计理念与设计经验，从而促进设计人员专业素养全面提高。其次，在岩土工程设计过程中还要加强对设计工作人员的管理，要求设计者能够严格遵守岩土工程设计规范，严格审查，从而保证工程设计方案的科学性和合理性。最后，还要构建完善的奖惩与考核制度，使设计人员能够严格要求自己，并充分发挥设计才能，从而提高岩土工程设计的可靠性。
4总结
总而言之，施工企业要想获得长远发展，就要采取有效措施提高岩土工程设计的可靠性，从而保证工程质量。在实际的工程施工中岩土工程设计具有重要的作用，这就要求设计人员能够根据岩土特性从而选择合适的设计方案，对影响岩土工程质量的各项因素进行有效的控制，从而保证工程质量。
参考文献
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可靠性设计范文8
关键词：机械变速器；变速传动；可靠性；优化
现如今，交通越来越方便，汽车越来越普及。由于汽车所需要的是高传动效率，加之机械式变速器制造手段精湛而且性能稳定，成本又低的特点，在汽车的传动系统中大部分都使用的是机械式变速器。当然，这种机械式变速器也有不足之处，比如换挡时会产生冲击，以及其自身体积大、笨重的缺点都很影响其性能充分展现出来，所以才需要采取一些可靠性高的优化方案来弥补这些不足之处。其深远意义对于汽车行业的发展是极其有利的。
一、机械式变速器变速传动原理
变速器是一种齿轮传动装置，它可以固定或者按照规定的档次改变输入轴和输出轴的传动比，是变速传动系统的重要组成部分。变速器由两部分组成：传动机构和变速机构。传动机构一般情况下是使用普通齿轮传动的，但是也有极特殊的条件下使用行星齿轮，这两种齿轮都可以保证其传动工作。汽车的机械式变速器达到变速传动的原理主要是通过加大或者缩小输入输出轴的传动比或者是曲轴间距来实现的。通过这样的方式，汽车可以在多种行驶情况下达到对车轮的牵引力和运行速度的达到驾驶人所需要的状态。汽车的机械式变速器变速传动主要是通过齿轮的变化来实现减速，在需要减速的时候，换上大的齿轮来传送，在需要加速的时候，换成小的齿轮来传送。
二、汽车机械式变速器变速传动机构可靠性的优化设计
变速器在实际的使用当中不只是为了实现换挡传动而存在，其更重要的意义在于保证汽车在运行时的相对稳定和安全。如果变速器的性能不好，那么将影响汽车行驶时的安全性和操作性。在优化的过程中，可以通过变速器的材质和其内部零件的尺寸以及载荷进行多次试验研究分析车辆的机械式变速器，确定优化设计结果是否可靠。
（一）汽车变速器可靠度的分配
首先，可以预先假定变速器的内部零部件在发生故障时是相对独立的，而且其寿命是按照服指数分布的；其次，把机械式变速器变速传动机构的可靠度依次分配给轴承、花键、变速齿轮和变速器轴。它们的可靠度则通过其运行过程中的疲劳强度来决定。
（二）变速器轴的可靠性设计
轴颈、轴肩以及齿轮段和退刀槽过渡段是汽车的机械室内变速器的主要部件。变速器内里的轴结构是很繁琐的，所以要先保证轴强度的可靠性，才能保证变速器的可靠性，进而对其优化设计。可以通过减少轴直径的方式，进一步的提高提高轴承和花键的实用性。
1、动力输出轴静强度可靠性设计
因为汽车变速器复杂的轴结构，所以可以采取截面轴慢慢的代替简化阶梯轴。由于轴在应力方面属正态分布并且在危险截面也属正态分布，因此，针对动力输出轴静强度可靠性的设计，第一步骤应是画出轴的结构示意图，第二步骤是对轴的各个部位的受力情况分析，得出所需的受力以及力距，然后再画出转矩图和弯距图，分析出轴在危险截面的强度分布情况，依据拟定好的可靠度计算出所需的轴径。
2、动力输出轴刚度的可靠性设计
汽车变速器的动力输出轴刚度的可靠性设计由挠角、轴扭转角以及轴截面偏转角这三部分组成。因此得出的结论是，轴刚度的可靠度分配是挠角、轴扭转角以及轴截面偏转角这三个值的乘积。而且也可以拟定，这三个变量值都是属于正态分布的。实际计算时，需要根据变速器的不同档位的受力以及位置分别进行计算，方法相同。
三、结语
汽车的机械变速传动机构可靠性的优化设计是需要汽车的使用这个前提的，有了这个前提，才能在可靠性指标上建立设计和优化的措施，在实际的操作当中，需要变速器优化设计人员能够及时发现问题找到问题，然后采用合理有效的方法来进行优化和设计工作，在保证产品质量的同时，增加客户的信任程度。
参考文献：
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