可靠性设计范例

摘要：伴随医疗器械自动化总体程度持续提升，医疗器械类产品内部构成系统日益复杂化，机械设计制造更具难度性。鉴于此，文章主要围绕医疗器械类产品当中机械可靠性设计应用开展深入的研究和探讨，期望可以为后续更多机械设计工作者和研究学者对此类课题的实践研究提供有价值的指导或者参考。

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。

摘要：本文首先简单阐述了可靠性在直升机设计工程实践中的重要性，然后结合研制的某轻型直升机实践，从设计指标、可靠性框图、可靠性模型、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。

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

摘要：岩土是一种天然的物质，它的天然特性会给岩土工程设计带来很大的不确定性，而不确定性会影响到岩土工程设计的可靠性。随着我国对岩土工程设计可靠性的要求的不断提高，相关设计人员对岩土工程设计可靠性的重视程度也在不断增加。本文重点论述了岩工程可靠性设计的现状以及提高其设计的有效措施。

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。

1现代机械设计方法概述

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

摘要：传统的工程车辆结构强度设计主要基于经验进行设计。产品在长时间服役以及极端工况下，不可靠的问题突显。本文根据结构强度设计实践经验，系统性阐述工程车辆结构可靠性设计的方法，并重点分析应力（强度）概率分布的确定方法以及工程实践中的数据处理策略。

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。

摘要：随着社会经济的不断发展与进步，人们逐渐提高了对施工企业的需求，在工程建设过程中岩土工程设计非常重要，不仅对工程进度具有一定的控制作用，而且还会直接影响着建筑工程的质量。近些年，企业的竞争力在逐渐加强，要想使施工企业在激烈竞争中占据有力的位置，获得有效的发展的空间，施工企业就需要提高岩土工程设计可靠性的有效策略。由于探岩土工程的设计难度比较高，在加上岩土具有比较强的不确定性，会对岩土工程设计的可靠性造成一定的影响，很难保证岩土工程设计的质量，因此，本文对提高岩土工程设计可靠性的方法和岩土工程设计可靠性的有效措施进行了深入的分析，为提升岩土工程设计质量提供了有力的依据。

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

[摘要]岩土工程设计的可靠性对整个工程质量有重要的作用，因此提高岩土工程设计的可靠性就成为工程设计中急需解决的问题。本文通过分析岩土工程特性，指出为何要提高岩土工程设计可靠性，并从提高岩土工程设计可靠性的技术方法与提高岩土工程设计可靠性的有效措施展开论述，欢迎各位交流讨论，指正批评。

[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

摘要：随着全球经济的贸易一体化，我国现在已然纵身跃入世界经济大的格局之中。国内的各行各业都在与世界接轨，一派创新、改革、发展的风貌。人们对生活水平的要求的不断提高，加之人员流动量巨大，交通行业发展迅速，随之而来的也带动了汽车行业的热度高涨，我国的汽车保有量随之提升，汽车的相关设计与开发应用技术也在不断的进步和优化。为了进一步满足人们对汽车性能的要求，所以就要考虑变速器的优化设计。在整个汽车的传动系统中，机械变速器是其中的重要的组成部分，变速器的优与劣直接影响汽车的传动性能，进而影响驾驶员的操控效率。本文主要针对变速器的传动原理，以及其可靠性优化设计进行探析。

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。