【文章內(nèi)容簡介】 ,以強(qiáng)化創(chuàng)新意 識。鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新, 可以讓他們參加教師的科研 課題,也可以由學(xué)生自擬題目,并選派教師指導(dǎo) ,并對學(xué)生的科研課題進(jìn)行定期檢查和鑒定 ,這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新毅力和責(zé)任心 ,拓展學(xué)生的視野, 有效發(fā)揮他們的創(chuàng)造才能。創(chuàng)新, 不僅僅局限于實驗室里, 更需要將創(chuàng)新成 果推向市場。任何創(chuàng)新成果 ,只有不斷向市場轉(zhuǎn)化 , 得到市場的認(rèn)可 ,才是有價值的創(chuàng)新成果。當(dāng)前大學(xué)生創(chuàng)新成果的市場化率, 還不足已有研究成果的10 %,除了大學(xué)生自己需要把握好創(chuàng)新活動的研 究方向, 使其更加貼近市場需求外 ,還需要學(xué)校和企業(yè)的共同努力。一方面,學(xué)校要創(chuàng)造條件將大學(xué)生的創(chuàng)新成果主動推向市場 , 爭取得到市場的認(rèn)可。另一 方面,作為市場主體之一的企業(yè)也要積極關(guān)注大學(xué)生 的創(chuàng)新成果, 對其予以扶持并提出寶貴的研究意見 , 兩方面的結(jié)合將會有力地推動大學(xué)生創(chuàng)新成果的市場化 ,促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高。(五)建設(shè)創(chuàng)新必需的硬件環(huán)境, 組建創(chuàng)新指導(dǎo)教師團(tuán)隊 學(xué)校要為大學(xué)生營造創(chuàng)新必需的硬件環(huán)境, 為大學(xué)生創(chuàng)新提供物質(zhì)技術(shù)支持, 包括開放基礎(chǔ)研究性實驗室、各種功能的專業(yè)性實驗室。要將各實驗室的實驗內(nèi)容、功能在網(wǎng)上宣傳, 讓學(xué)生了解其使用程序。學(xué)校要有必需的技能訓(xùn)練中心、加工中心 ,讓學(xué)生能夠自己動手實現(xiàn)其創(chuàng)新構(gòu)思。學(xué)校還應(yīng)該為大學(xué)生 創(chuàng)新提供研究資金支持等。配備高水平的、相對穩(wěn)定的創(chuàng)新指導(dǎo)教師團(tuán)隊, 是大學(xué)生創(chuàng)新活動成敗的關(guān)鍵。要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才, 學(xué)校教師隊伍要有創(chuàng)新的意識、創(chuàng)新的精神以及創(chuàng)新的行動和實踐。世界各國著名大學(xué)的共同經(jīng)驗證明, 高素質(zhì)的師資隊伍是決定一所大學(xué)核心競爭力的關(guān) 鍵所在。從一定意義上說,現(xiàn)在中國大學(xué)與世界一流 大學(xué)的差距 , 主要是教師隊伍水平的差距。教師的創(chuàng)新激情、學(xué)術(shù)水平、治學(xué)態(tài)度直接影響學(xué)生的創(chuàng) 新活動。指導(dǎo)教師團(tuán)隊的專業(yè)背景應(yīng)該盡量涵蓋創(chuàng) 新必需的技術(shù)領(lǐng)域 ,知識具有互補(bǔ)性 , 能為學(xué)生創(chuàng)新活動提高全面的技術(shù)支持。(六)提供創(chuàng)新政策保障, 建立相應(yīng)激勵措施創(chuàng)新 ,需要一個良好的政策環(huán)境 ,使更多的學(xué)生 愿意創(chuàng)新、樂于創(chuàng)新。創(chuàng)新的政策環(huán)境包括設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新基金、創(chuàng)新實踐學(xué)分、創(chuàng)新成果表彰和免試讀研等。設(shè)立創(chuàng)新研究基金的目的就是對那些具有創(chuàng) 新性、科學(xué)性、實用性、可行性的大學(xué)生研究項目予以 一定的資金保障,使學(xué)生不會因為資金問題而不去參 與創(chuàng)新實踐。設(shè)立創(chuàng)新實踐學(xué)分的目的就是對參與創(chuàng)新實踐活動的學(xué)生予以一定的學(xué)分認(rèn)可, 鼓勵學(xué)生 將自己的業(yè)余時間用于創(chuàng)新, 不僅有參與創(chuàng)新實踐的 收獲, 還能得到學(xué)分的認(rèn)可 ,使更多的學(xué)生愿意把業(yè)余時間花在創(chuàng)新實踐上。建立競爭激勵機(jī)制 ,舉辦各種形式的競賽活動 ,對在創(chuàng)新方面成績突出的學(xué)生進(jìn) 行表彰和獎勵 ,對獲得國家級或省(部)級創(chuàng)新成果的 學(xué)生, 以及在校內(nèi)外創(chuàng)新實踐活動中做出成績的學(xué) 生,可申請免修與之相關(guān)的課程學(xué)分、課程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計(論文),可以免試推薦研究生等。機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命優(yōu)點優(yōu)秀的設(shè)計是延長機(jī)械使用壽命的首要環(huán)節(jié)。我國的大型施工項目中的主要土石方工程用機(jī)械設(shè)備主要是采用以上發(fā)達(dá)國家進(jìn)口產(chǎn)品，這些設(shè)備外觀新穎、操作舒適、性能先進(jìn)、經(jīng)久耐用。他們根據(jù)人體工程學(xué)設(shè)計的座椅、操縱臺、環(huán)保型的低噪聲發(fā)動機(jī)，超前的流線型機(jī)身和駕駛舒適感，具有良好的機(jī)械性能和人性化設(shè)計，深受機(jī)駕人員的歡迎。如果機(jī)械維修性好，易于維修，能夠采用“低成本的快速修理”，可使機(jī)件經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)。這樣設(shè)計的施工機(jī)械，在工作過程中，一旦出現(xiàn)了故障，由于可以低成本快速修理，無需更換新部件總成，這實際上就延長了機(jī)械的使用壽命、提高了機(jī)械完好率、降低了機(jī)械的使用成本。 采用新材料制造的施工機(jī)械，可以有效地延長機(jī)械的使用壽命。近年來，材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月夜，突飛猛進(jìn)。大量高強(qiáng)度，抗磨損，抗振動和抗沖擊的新材料、納米技術(shù)材料、先進(jìn)的電子元件技術(shù)不斷出現(xiàn)，設(shè)計機(jī)器時應(yīng)根據(jù)機(jī)械性能與工況選用相適應(yīng)的新材料，從材料性能質(zhì)量上保證其使用壽命。機(jī)械產(chǎn)品的可靠性隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨復(fù)雜化、大型化、高參數(shù)化，使產(chǎn)品發(fā)生故障的機(jī)會增多，因而，可靠性作為產(chǎn)品質(zhì)量的主要指標(biāo)，愈來愈受到工程界的重視。機(jī)械可靠性，是指機(jī)械產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件、規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。機(jī)械的可靠性是機(jī)械設(shè)計的主要目的之一，有效地增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本、減輕整機(jī)質(zhì)量、提高可靠性和作業(yè)效率是可靠性設(shè)計的主要目標(biāo)。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品性能參數(shù)日益提高，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，使用場所更加廣泛，產(chǎn)品的性能和可靠性問題也就越來越突出。機(jī)械可靠性設(shè)計的基本任務(wù)是在故障物理學(xué)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合可靠性試驗以及故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，提供實際計算的數(shù)學(xué)力學(xué)模型和方法及實踐?？萍佳芯咳藛T和工程設(shè)計人員積極投入到可靠性工程的研究與實踐之中，取得了可喜的成果。張義民[1]結(jié)合現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)理論，系統(tǒng)地闡明機(jī)械可靠性設(shè)計、機(jī)械動態(tài)可靠性設(shè)計、機(jī)械可靠性優(yōu)化設(shè)計、機(jī)械可靠性靈敏度設(shè)計、機(jī)械可靠性穩(wěn)健設(shè)計等可靠性設(shè)計理論與方法內(nèi)涵與遞進(jìn)。陳靜等[2]闡述了機(jī)械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計及可靠性的相關(guān)理論，介紹了可靠性優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹了機(jī)械行業(yè)相關(guān)的軟件應(yīng)用情況。喻天翔等[3]對當(dāng)前機(jī)械可靠性的特點和爭議進(jìn)行介紹，從Bayesian理論、FMECA和疲勞可靠性試驗三個方面總結(jié)了機(jī)械可靠性試驗技術(shù)相關(guān)的重要理論問題及其發(fā)展，并闡述了可靠性增長試驗、加速試驗和微機(jī)械可靠性試驗技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展，總結(jié)了機(jī)械可靠性試驗技術(shù)研究存在的問題及其發(fā)展趨勢?？煽啃栽O(shè)計 可靠性設(shè)計傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方法認(rèn)為零件的強(qiáng)度和應(yīng)力都是單值，只要計算出的安全系數(shù)大于規(guī)定的安全系數(shù)，就認(rèn)為零件是安全的，因而設(shè)計過程中忽略了各設(shè)計參數(shù)的隨機(jī)性?？煽啃栽O(shè)計將零件的應(yīng)力和強(qiáng)度作為隨機(jī)變量，認(rèn)為應(yīng)力受到各種環(huán)境因素(溫度、腐蝕、粒子輻射等)的影響，具有一定的分布規(guī)律；強(qiáng)度受材料的性能、工藝環(huán)節(jié)的波動和加工精度等的影響，也是具有一定的分布規(guī)律。可靠性設(shè)計認(rèn)為所設(shè)計的任一機(jī)械存在著一定的失效可能性，設(shè)計時根據(jù)需要預(yù)先控制的失效概率或可靠度，考慮各參數(shù)的隨機(jī)性及分布規(guī)律，以反映出零部件的實際工作狀況。產(chǎn)品的可靠性表示產(chǎn)品在規(guī)定使用條件和使用期限內(nèi)，保持其正常技術(shù)性能完成規(guī)定功能的能力?？煽啃栽O(shè)計的一個目標(biāo)是計算可靠度，可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。其表達(dá)式為：R=242。g(X)0fx(X)dX式中fx(X)為基本隨機(jī)參數(shù)向量X=(X1,X2,Xn)T的聯(lián)合概率密度；g(X)為狀態(tài)函數(shù)，可表示零件的不同狀態(tài)：g(X)0為安全狀態(tài)，g(X)現(xiàn)代生產(chǎn)的經(jīng)驗表明，在設(shè)計、制造和使用產(chǎn)品的三個階段中，設(shè)計決定了產(chǎn)品的可靠性水平，即產(chǎn)品的固有可靠性，而制造和使用是保證產(chǎn)品可機(jī)械可靠性分析與設(shè)計的方法很多，總體上可以歸納成兩類，即數(shù)學(xué)模型法與物理原因法。數(shù)學(xué)模型法是指可靠性遵從由某種試驗數(shù)據(jù)獲得的概率統(tǒng)計規(guī)律，而物理原因法是指考慮失效的物理原因的方法。 動態(tài)可靠性設(shè)計經(jīng)典的可靠性設(shè)計理論不能考慮結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動力學(xué)行為，為了彌補(bǔ)這種缺失必須開展動態(tài)可靠性的研究。動態(tài)可靠性是指產(chǎn)品在運(yùn)動或振動狀況下的可靠性，“動態(tài)”強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中所包含的動態(tài)特性(如：振動頻率、輸出響應(yīng)、能量傳遞等)，由于機(jī)械產(chǎn)品的特性及參數(shù)(如：強(qiáng)度、應(yīng)力、物理變量、幾何尺寸等)具有固有的隨機(jī)性，同時機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)行是也是典型的動態(tài)過程，載荷、工況、應(yīng)力等運(yùn)行環(huán)境及參數(shù)也都是隨時間變化的量，因而必須將其處理為隨機(jī)過程。不考慮動態(tài)特性將難以得到產(chǎn)品準(zhǔn)確的失效數(shù)據(jù)和可靠性信息，這必然使可靠性的研究從靜態(tài)可靠性向動態(tài)可靠性轉(zhuǎn)變。另外，多數(shù)機(jī)械產(chǎn)品的特性數(shù)值隨時間而逐漸變化，如：因疲勞、磨損、腐蝕等造成的機(jī)械強(qiáng)度降低等，使產(chǎn)品的可靠性表現(xiàn)出了漸變的特征?？梢妼C(jī)械動力學(xué)與機(jī)械可靠性有機(jī)地結(jié)合起來，研究動態(tài)可靠性設(shè)計的基礎(chǔ)理論與方法具有重要意義?？煽啃詢?yōu)化設(shè)計機(jī)械優(yōu)化設(shè)計是隨著電子計算機(jī)的廣泛使用而迅速發(fā)展起來的一門學(xué)科，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計中占有重要的地位。機(jī)械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計的目的是以最少的材料，最低的造價，最簡單的工藝，實現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)靠性指標(biāo)的實現(xiàn)?？煽啃栽囼灁?shù)據(jù)是可靠性設(shè)計的基礎(chǔ)，但是試驗不能提高產(chǎn)品的可靠性，只有設(shè)計才能決定產(chǎn)品的固有可靠性。機(jī)械產(chǎn)品與可靠性的關(guān)系框圖見圖1。的最優(yōu)性能，包括強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等目標(biāo)。當(dāng)然設(shè)計時既要考慮各種載荷的隨機(jī)性，又要考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機(jī)性，以及二者對產(chǎn)品性能的影響。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計追求最合理的利用材料的性能，使各個部件或零件的幾何參數(shù)得到最好的協(xié)調(diào)，使設(shè)計者從眾多的設(shè)計方案中獲得較為完善的或最為合適的最優(yōu)設(shè)計方案。優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的3個要素是目標(biāo)函數(shù)、約束條件和設(shè)計變量。雖然目前可靠性設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計在理論和方法上都達(dá)到了一定的水平，但是無論單方面進(jìn)行可靠性設(shè)計還是優(yōu)化設(shè)計，都不可能發(fā)揮可靠性設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計的巨大潛力。一方面是因為可靠性設(shè)計有時并不等于優(yōu)化設(shè)計，例如機(jī)械產(chǎn)品在經(jīng)過可靠性設(shè)計后，并不能保證它的工作性能或參數(shù)就一定處于最佳狀態(tài)；另一方面是因為優(yōu)化設(shè)計并不一定包含可靠性設(shè)計，例如機(jī)械產(chǎn)品在沒有考慮可靠性的狀態(tài)下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計后，并不能保證它在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定的功能，甚至發(fā)生故障和事故，造成損失。另外，由于機(jī)械產(chǎn)品有眾多的設(shè)計參數(shù)，要同時確定多個設(shè)計參數(shù)，單純的可靠性設(shè)計方法就顯得無能為力了。所以應(yīng)該進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計的研究，使機(jī)械產(chǎn)品既保證具有可靠性要求，又保證具有最佳的工作性能和參數(shù)?？煽啃詢?yōu)化設(shè)計方法是在常規(guī)優(yōu)化設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合可靠性設(shè)計理論發(fā)展起來的一種有效的優(yōu)化設(shè)計方法。它將可靠性分析理論與數(shù)學(xué)規(guī)劃方法有機(jī)地結(jié)合在一起，也就是說在優(yōu)化設(shè)計中將設(shè)計參數(shù)作為隨機(jī)變量，以產(chǎn)品的可靠度作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件，運(yùn)用最優(yōu)化方法得到在概率意義下的最佳設(shè)計的一種數(shù)值計算方法。由于它彌補(bǔ)了單一可靠性設(shè)計或優(yōu)化設(shè)計的不足，使設(shè)計不僅符合工況運(yùn)行要求，而且得出最優(yōu)的設(shè)計參數(shù)，因而更具有工程實用價值?？煽啃詢?yōu)化設(shè)計，一般包含三方面的內(nèi)容：質(zhì)量、成本、可靠度，把產(chǎn)品的總體可靠度作為性能約束的優(yōu)化，將會產(chǎn)生與合理安全性相協(xié)調(diào)的平衡設(shè)計，也就是在給定結(jié)構(gòu)布局和給定產(chǎn)品質(zhì)量或成本之下，使產(chǎn)品有最大的可靠度。相對于常規(guī)的優(yōu)化設(shè)計，可靠性優(yōu)化設(shè)計的特點在于將可靠性設(shè)計引入優(yōu)化設(shè)計當(dāng)中。將可靠性設(shè)計理論與優(yōu)化技術(shù)結(jié)合起來通常有兩種方法：（1）要求結(jié)構(gòu)或零部件在滿足一定性能的條件下，使其可靠度達(dá)到最大。（2）在結(jié)構(gòu)或零部件達(dá)到最佳性能指標(biāo)時，要求它的工作可靠度不低于某一規(guī)定水平。機(jī)械可靠性試驗技術(shù)可靠性試驗是對產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行調(diào)查、分析和評價的一種手段。其目的是發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計、材料和工藝方面的各種缺陷，為改善產(chǎn)品的戰(zhàn)備完好性，提高任務(wù)成功率，減少維修費(fèi)用及保障費(fèi)用提供信息，確認(rèn)是否符合可靠性定量要求。可靠性試驗可分為工程試驗和統(tǒng)計試驗兩大類，工程試驗的目的在于暴露產(chǎn)品的可靠性缺陷，并采取糾正措施加以排除。這種試驗由承制方進(jìn)行，以研制樣機(jī)為受試產(chǎn)品，包括環(huán)境應(yīng)力篩選試驗及可靠性增長試驗。環(huán)境應(yīng)力篩選是施加環(huán)境應(yīng)力到產(chǎn)品，以發(fā)現(xiàn)和排除不良零件、元器件、工藝缺陷等潛在缺陷為目的試驗方法。可靠性增長試驗是為了暴露產(chǎn)品的可靠性薄弱環(huán)節(jié)，并證明改進(jìn)措施能防止可靠性薄弱環(huán)節(jié)再現(xiàn)而進(jìn)行的一系列可靠性試驗方法。結(jié)論可靠性優(yōu)化設(shè)計是在常規(guī)優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合可靠性設(shè)計理論發(fā)展起來的一種有效的優(yōu)化設(shè)計方法。本文在總結(jié)現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上對機(jī)械可靠性優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行綜述，系統(tǒng)闡述了機(jī)械可靠性、可靠性設(shè)計、可靠性優(yōu)化設(shè)計及可靠性試驗的理論及方法。人機(jī)工程學(xué)隨著時代的進(jìn)步、科技的發(fā)展，人機(jī)工程學(xué)的理論 研究日益成熟，但如今人機(jī)工程學(xué)理論在實際設(shè)計生 產(chǎn)過程中的應(yīng)用還是以個案的改進(jìn)為主。此外，產(chǎn)品 造型一直是設(shè)計中一個十分棘手的向題，造型設(shè)計實 踐中常常走入為了變化而變化的設(shè)計誤區(qū)，造成形態(tài) 蒼白而缺乏內(nèi)涵的設(shè)計局面，這些狀況體現(xiàn)了設(shè)計者 缺乏對產(chǎn)品設(shè)計本質(zhì)的認(rèn)識與思考；對于產(chǎn)品而言，究 其根本，產(chǎn)品是工具，它是為人服務(wù)，產(chǎn)品的價值體現(xiàn) 在產(chǎn)品與人的結(jié)合關(guān)系以及所帶來的效用上，因此人 與產(chǎn)品的關(guān)系及針對兩者之間關(guān)系的認(rèn)知研究才是產(chǎn) 品造型設(shè)計中人機(jī)工程知識應(yīng)用研究的核心。1 人機(jī)工程學(xué)知識 人機(jī)工程學(xué) 是一門技術(shù)科學(xué)、人體科學(xué)以及社會科學(xué)相交叉的綜合性新興邊緣學(xué)科，它與產(chǎn)品造型設(shè)計關(guān)系密切，是產(chǎn)品設(shè)計工作者和社會科學(xué)工作者共同研究的課題。目前國內(nèi)外對人機(jī)工程學(xué)的解釋有多種，但在 研究