產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(編輯修改稿)
2025-06-12 20:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 箱就是最好的例證。 現(xiàn)代產(chǎn)品除了安全、可靠、美觀等性能指標(biāo)外 ,智能化、功能重組和自修復(fù)等功能是產(chǎn)品創(chuàng)新的重要體現(xiàn) ,從大到多功能軍用飛機 ,小到移動電話 ,現(xiàn)代產(chǎn)品都需要這些創(chuàng)新功能。全生命周期設(shè)計更要注重這方面功能的創(chuàng)新。 借助計算機仿真和計算試驗技術(shù) ,可以在設(shè)計階段考察、改進(jìn)產(chǎn)品的功能和性能。產(chǎn)品的功能與材料、結(jié)構(gòu)、工藝、質(zhì)量等是一種互動關(guān)系。 、安全使用壽命設(shè)計 產(chǎn)品的安全使用壽命是產(chǎn)品價值的重要體現(xiàn)。在設(shè)計階段對產(chǎn)品安全使用壽命進(jìn)行設(shè)計的基礎(chǔ)是對產(chǎn)品使用壽命和可能破壞的準(zhǔn)確分析預(yù)測。目前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的 使用壽命預(yù)測主要有基于疲勞力學(xué)的安全壽命方法和基于斷裂力學(xué)的損傷容限耐久性方法。對規(guī)定可靠度下產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的安全使用壽命的確定見圖 4。 (a)產(chǎn)品壽命與破壞概率 (b)損傷尺寸與壽命 圖 4 產(chǎn)品安全使用壽命期 對機電產(chǎn)品 ,除了機械疲勞破壞外 ,電致電子元件的疲勞、控制開關(guān)的電接觸疲勞、運動部件的磨損、腐蝕環(huán)境中部件的剝蝕等都對產(chǎn)品的安全使用壽命構(gòu)成影響。此時 ,只要將損傷理解為廣義損傷 ,壽命理解為疲勞循環(huán)、接觸次數(shù)、腐蝕時間等廣義壽命 ,仍可以沿用圖 4 的安全使用壽命概念。 在安全使用壽命設(shè)計中 ,除了壽命分析和預(yù)測方法外 ,材料的選擇和材料客觀性能指標(biāo)的試驗測定、對制造和加工工藝質(zhì)量的評估、載荷譜和環(huán)境譜的編制等都具有重要影響。 、經(jīng)濟壽命設(shè)計 經(jīng)濟壽命設(shè)計的目的是在安全壽命預(yù)測的基礎(chǔ)上 ,通過制定合理的檢測、維修、更換零部件、再制造等計劃 ,保障設(shè)備運行的經(jīng)濟性。根據(jù)經(jīng)濟壽命設(shè)計原則 ,易損零部件應(yīng)設(shè)計為可更換部分 ,不可更換的主體或高值部件應(yīng)按等壽命原則設(shè)計 ,一些關(guān)鍵的安全薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)設(shè)計為可檢測和便于維修的。 、安全可監(jiān)測性設(shè)計 機械結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂破壞是機械失效最主要的方式。疲勞破壞的危險性表現(xiàn)在達(dá)到疲勞壽命時無明顯先 兆 (顯著變形或顯著的動力學(xué)性能變化 )結(jié)構(gòu)就會突然斷裂解體。目前工程界對一些重要設(shè)備采用對運行全過程進(jìn)行實時監(jiān)測并對信號進(jìn)行各種分析處理以便診斷出早期故障。損傷容限設(shè)計則采用高韌性的材料以使結(jié)構(gòu)對較小的、難于發(fā)現(xiàn)的損傷具有容忍性。安全可監(jiān)測性設(shè)計要求重要的機械設(shè)備能夠容忍運行監(jiān)測和可能采用的損傷診斷技術(shù)所無法判定的損傷。當(dāng)損傷已發(fā)展到危及安全之前 ,可以可靠地由計劃使用的檢查、監(jiān)測手段發(fā)現(xiàn)。否則 ,結(jié)構(gòu)就應(yīng)設(shè)計成不可監(jiān)測的類型。 例如 ,大型發(fā)電機組主軸的斷裂往往導(dǎo)致重大事故。但停機拆檢會造成大的經(jīng)濟損失。因此對大 型發(fā)電機組一般實施連續(xù)狀態(tài)監(jiān)測以避免惡性事故。然而當(dāng)主軸出現(xiàn)裂紋時 ,以動力學(xué)為基礎(chǔ)的故障診斷方法目前尚很難明確判別小于軸直徑四分之一的裂紋。如果在運行負(fù)荷下軸的臨界斷裂尺寸小于四分之一軸直徑 ,那么這種監(jiān)測診斷對避免主軸斷裂事故就沒有任何意義。因此 ,在設(shè)定的監(jiān)測診斷技術(shù)水平下 ,機械設(shè)備的安全可監(jiān)測性在設(shè)計階段就決定了。當(dāng)然 ,損傷監(jiān)測診斷技術(shù)在不斷的發(fā)展 ,進(jìn)行安全可監(jiān)測性設(shè)計應(yīng)掌握這方面的發(fā)展動態(tài)。 、面向資源環(huán)境的設(shè)計 選材材料選擇應(yīng)考慮資源問題 ,在能利用可再生資源的情況下盡量使用可再生資源的材料。合理利用回收再生的材料 ,促進(jìn)材料再利用。 節(jié)能設(shè)計中考慮的節(jié)能概念包括通過合理的材料選擇和工藝設(shè)計降低制造加工過程的能耗、通過創(chuàng)新設(shè)計和采用先進(jìn)技術(shù)降低設(shè)備服役運行中的能耗、選擇合適的能源品種、設(shè)計好設(shè)備的拆卸性 ,降低報廢后材料和部件回收或再生產(chǎn)的能耗。 環(huán)保全生命周期設(shè)計中環(huán)保概念應(yīng)貫徹始終。包括選擇環(huán)保材料 ,設(shè)計有利于環(huán)保的制造方式和工藝 ,控制設(shè)備使用過程的有害物產(chǎn)生和排放 ,采用先進(jìn)的動力學(xué)設(shè)計的制造工藝控制噪音污染、合理設(shè) 計降低電磁污染 ,等等。 全生命
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1