孙成钢
河北云帆建筑劳务分包有限公司 050000
摘要：在经济高速发展的背景下，有越来越多的机械设备应用在各项工作之中，但是需要对其各个部件的疲劳寿命进行预算，便于提高设计的可靠性。基于此，本文将具体阐述机械疲劳寿命预测方式，深入探究机械疲劳寿命可靠性设计技术，旨在能够进一步掌握机械设备的相关参数，明确优化设计的方向，增强其应用、运行的稳定性，为相关人员提供参考。
关键词：机械疲劳；寿命预测；可靠性设计；关键技术
前言：在对机械部件进行可靠性设计的过程中，其中不能避免对其疲劳寿命的预测，并需要将其作为设计的基础，提高优化设计的针对性。目前，针对机械疲劳损伤模型研究尚处于不断完善之中，在理论方面依然缺乏更具科学性的证明，但是由于其中的公式、系数之间存在着紧密的关系，更无法避免预测结果发生误差的现象。针对这样的现象，相关的工作人员需要加大重视力度，结合机械设备的实际情况对疲劳寿命进行更加有效的预测。
一、机械疲劳寿命预测方式
在对机械疲劳寿命进行预测的过程中，很多工作人员常常会将机械疲劳工作应力的加载顺序忽略，从而影响计算的精准性，导致其实际状况发生偏离，无法发挥机械疲劳寿命预测的价值。实际上，在机械设备中，疲劳工作应力在加载前期、加载后期的两个阶段之中，其对机械疲劳损伤所产生影响存在明显的差异，所以需要将其分别作为计算因素纳入计算预测之中。在机械疲劳寿命预测的过程中，如果以“线性”的方式进行计算处理、将会直接导致最终的结果与实际之间发生较大的误差。究其原因，在“线性”预测方式中，基本以线性叠加为主，未将外界的影响因素、加载顺序等纳入到计算所考虑的因素中。简言之，在没有考虑疲劳工作应力加在前后次序对机械疲劳寿命影响的条件下，就无法发现每一级工作应力对机械所产生的疲劳损伤之间的关系，即没有线性关系。但是，经过的多方的试验、认证发现：其结果与实际不符[1]。
为了能够更加准确地对机械疲劳寿命进行预测，那么就可以将“线性”预测方式作为基础，对预测计算方式进行优化。在本文中认为，在应力加载的前期，其实际会刻意将疲劳损伤进行削减，并使其处于45度线的下方；在应力加载的后期，则会刻意将疲劳损伤放大，此时会处于45度线的上方。同时，在预测的过程中还可以将y=1-Asin（2πx）这一正弦曲线函数引入计算中，将其作为机械疲劳寿命预测的修正系数，使得预测的结果更加接近实际。
在A值不断增加的条件下，其应力对疲劳损伤的削减、放大的效果会更加明显，但是如果A值过大，就会导致其失去修正的意义缺失，影响机械疲劳寿命预测结果的有效性。
修正以后的机械疲劳寿命预测公式为：
二、机械疲劳寿命可靠性设计技术
为了能够以机械疲劳寿命预测结果为基础，对其于可靠性进行优化设计，就需要采用恰当的设计方式，在本文中以模糊优化技术为例，对机械进行可靠性设计。
首先，在优化设计的过程中，需要对模糊优化变量方式的函数进行合理选取：（1）目标函数的隶属函数，在计算的过程中各个目标函数都会受到约束条件的模糊影响，所以为了满足优化设计的基本需求，就应该将目标函数区间的变化整合为最小集。通过这样的方式，能够为后续设计优化提供基本条件；（2）约束条件的隶属函数，在优化设计之中其模糊约束条件隶属函数，实际是根据设计要求、约束性质而确定的，其中对于变量约束、性能约束的两个模糊集，通常以线性隶属函数进行表示[2]。
其次，在选取函数的基础上，就能够对机械进行可靠性设计求解。在这一过程中，需要对模糊优化问题的模型进行构建，即：
基于上述公式，能够将各个目标函数的约束条件下的最大值、最小值进行计算，并得出具体的数值，同时以常规的方式还能够将机械可靠性设计的系数计算出来，同时将其带入到目标函数之中，计算出其最大值、最小值。在此基础上，工作人员就能够将多目标问题逐渐转变为单目标问题，降低优化设计的难度，同时也能够提高设计的可靠性，实现设计的基本目的。所以，为了能够进一步缓解机械疲劳的问题，延长设备的使用寿命，减少维护更换的频次，并降低成本的支出，就需要针对其中的问题进行可靠性设计与优化，为工业的发展奠定基础。总体而言，通过上述的方式，能够将机械疲劳寿命预测结果为可靠性设计的基础，提高了设计工作的稳定性，进而提高机械运行的稳定性，满足工业未来发展的趋势。
结语：综上所述，在当前机械疲劳寿命预测中存在很多需要解决、优化的问题，因此相关的工作人员应该加大重视力度。以此为基础，本文结合机械疲劳的实际，对寿命预测的方式进行了适当的修正，减少预测结果发生误差的现象，同时对机械疲劳寿命可靠性设计进行了优化，从而进一步提高其运行的稳定性程度，延长了使用寿命，进而满足工业发展的需求。所以，为了能够推动我国机械行业发展，可以将文中的方式应用在计算实际中。
参考文献：
[1]于彦良.铝硅合金活塞的机械疲劳可靠性对发动机使用寿命的影响[J].价值工程,2017,36(34):118-120.
[2]葛玮. 高速背板连接器的插拔力仿真优化及其疲劳特性的研究[D].电子科技大学,2017.