机械产品可靠性设计综述
机械系统可靠性综述
机械系统可靠性综述机械系统可靠性综述摘要根据机械可靠性原理，本⽂综述了机械零件和机械系统的可靠性计算⽅法⽅法.对机械零件可靠性灵敏度分析进⾏探讨，提出可靠性设计的计算⽅法，为机械零件的可靠性设计提供理论依据，也为机械系统的可靠性设计提供了理论基础。
此外，本⽂还介绍了⼀些提⾼机械系统可靠性的⽅法。
关键词：机械零件机械系统可靠性提⾼1、前⾔⽬前，可靠性(优化)技术已渗透到机械⼯程的各个领域，并且已深⼊到结构设计、强度与寿命分析、选材(成分与热处理⼯艺的选择等)和失效分析等各个领域。
显然，产品的最佳可靠性问题会直接影响到资源与能源的合理利⽤。
因为最佳可靠性设计可以得到体积⼩、重量轻、降低材料消耗和加⼯⼯时，并具有合理可靠度的产品。
在进⾏机械零件的可靠性分析时。
由于各因素对机械零件失效的影响程度不同，因此关于机械零件可靠性灵敏度的研究具有重要意义。
机械零件司靠性灵敏度分析在可靠性设计和修改、可靠性优化设计、可靠性维护等⽅⾯均有重要的应⽤。
事实上，若某因素对机械零件失效有较⼤的影响，则在设计制造过程中就要严格加以控制，使其变化较⼩，以保证机械零件有⾜够的安全可靠性；反之，如果某因素的变异性对结构可靠性的影响不显著。
则在进⾏机械零件可靠性设计时，可以把它当作确定量值处理，以减少随机变量的数⽬。
本⽂对反映这种不确定性的可靠性灵敏度进⾏研究，得到⼀个⽤以确定设计参数的改变对⼯程机械零件可靠性的影响的可靠性灵敏度汁算⽅法，从⽽为机械零件的没计、制造、使⽤和评估提供合理和必要的理沧依据。
2、机械零件可靠性分析(1)可靠性设计的摄动法可靠性设计的⼀个⽬标是计算可靠度>=0x g X d f ）（）（X X R (1) 式中）（X x f 为基本随机参数向量X=(X1 X2 …Xn ）T 的联合概率密度，这些随机参数代表载荷、零部件的特性等随机量。
g(X)为状态函数，可表⽰零部件的两种状态g(X)≤0 为失效状态、g(X)>O 为安全状态。
机械结构可靠性设计与分析
机械结构可靠性设计与分析导言机械结构可靠性是指机械产品在设计、制造和使用过程中保持其预定性能的能力。
机械结构可靠性设计与分析是现代工程领域中的重要课题，对于确保产品的安全性、可用性和寿命至关重要。
本文将从可靠性设计的概念、方法和实践等方面进行讨论，以帮助读者更好地理解和应用机械结构可靠性设计与分析。
一、可靠性设计的概念可靠性设计是指在产品设计阶段就要考虑产品的可靠性问题，通过合理的设计来降低产品出现故障的可能性和减少故障对产品性能的影响。
可靠性设计的目标是确保产品在整个使用寿命内满足用户的要求，并保持良好的稳定性和可用性。
为了进行可靠性设计，需要对产品的使用环境、工作原理和故障模式等进行全面的分析和评估。
通过采用可靠性工程的方法和技术，可以对产品的各个部件和系统进行设计、优化和验证，从而提高产品的可靠性和性能。
二、可靠性设计的方法1. 可靠性分析可靠性分析是可靠性设计过程中必不可少的环节，通过对产品的各个部件和系统进行分析，可以确定故障发生的概率、故障模式和故障对产品性能的影响。
常用的可靠性分析方法包括故障模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）和可靠性块图等。
这些方法可以帮助工程师在设计阶段识别和评估潜在的故障源，并采取相应的措施进行改进和优化。
2. 可靠性试验可靠性试验是验证设计的可靠性的常用方法之一，通过模拟产品的使用环境和负载条件进行试验，可以评估产品在实际使用中的可靠性和寿命。
常见的可靠性试验方法包括加速寿命试验、可靠性增长试验和可靠性示威试验等。
通过试验数据的分析和处理，可以得到产品的可靠性指标，为后续的设计改进提供依据。
三、可靠性设计的实践在实际的工程项目中，可靠性设计需要结合工程经验和专业知识进行综合考虑和分析。
下面将以一个机械结构设计的实例来介绍可靠性设计的实践过程。
假设我们需要设计一台机械臂，用于抓取和搬运重物。
首先，我们需要对机械臂的工作环境和使用要求进行分析，确定其受力和负载情况。
机械设备可靠性分析
机械设备可靠性分析机械设备可靠性分析摘要：机械的可靠性设计在机械设计中具有重要的作用，它对机械是否能够稳定的工作起决定性的作用。
本文主要介绍了机械可靠性设计的特点、流程、常用的可靠性分析方法和设计技术，以及机械可靠性设计的发展趋势，从而对可靠性技术在机械领域的应用和发展有一个全面的、客观的认识。
引言：随着科学技术的发展，对产品的要求不断提高，不仅要具有好的性能，更要具有高的可靠性水平。
采用可靠性设计弥补了常规设计的不足，使得设计方案更加贴近生产实际。
可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。
可靠性工程已经发展了半个世纪，以电子产品可靠性设计为先导，已经形成了一门独立的学科。
相比之下，机械产品的可靠性设计与研究则起步较晚。
机械可靠性是指机械产品在规定的使用条件下、规定的时间内完成规定功能的能力。
考虑机械产品的固有随机性是可靠性设计技术的关键。
产品设计对产品质量的贡献率可达70%～80%，设计决定了产品的固有质量特性，赋予了产品“先天优劣”的本质特性。
上世纪60年代，对机械可靠性问题引起了广泛的重视并开始对其进行了系统研究。
虽然国内外都投入了研究力量，但由于机械产品可靠性涉及的领域太多、可靠性研究的范围大、基础性数据缺乏等原因，机械可靠性设计在工程实际中应用得并不广泛。
本文介绍了可靠性技术在机械领域中的应用，主要介绍了一些在机械产品设计中应用的较为成熟的可靠性技术和可靠性设计方法。
常用的可靠性分析方法包括失效模式与影响分析（FMEA）、失效树分析（FTA）和事件树分析（ETA）等。
可靠性设计方法包括可靠性指标的确定、可靠性目标的制定、可靠性设计的方案选择和可靠性设计的验证等。
结合当今可靠性工程学科的发展，本文还指出了可靠性技术在机械领域中的发展和趋势。
综上所述，机械可靠性设计是机械设计中不可或缺的一部分。
通过可靠性设计方法和技术，可以提高机械产品的可靠性和质量，降低生产成本和维护费用，提高产品的市场竞争力。
机械产品可靠性设计与评估
机械产品可靠性设计与评估在现代工业生产中，机械产品的可靠性至关重要。
可靠性不仅关系到产品的质量和性能，更直接影响着用户的满意度和企业的声誉。
本文将深入探讨机械产品可靠性设计与评估的相关内容。
一、机械产品可靠性的重要性机械产品在我们的日常生活和工业生产中无处不在，从简单的家用工具到复杂的工业设备，它们的正常运行都依赖于其可靠性。
如果机械产品不可靠，可能会导致生产中断、设备损坏、甚至危及人员安全。
例如，在航空航天领域，一个关键零部件的失效可能会引发严重的事故；在制造业中，生产设备的频繁故障会导致生产效率低下和成本增加。
因此，提高机械产品的可靠性是保障生产安全、提高经济效益和增强市场竞争力的关键。
二、可靠性设计的基本原则1、预防故障原则在设计阶段就要考虑如何预防可能出现的故障。
这包括选择合适的材料、优化结构设计、合理确定零部件的尺寸和形状等。
通过对潜在故障模式的分析，采取相应的预防措施，从源头上降低故障发生的可能性。
2、简化设计原则越复杂的设计往往意味着更多的潜在故障点。
因此，在满足功能需求的前提下，应尽量简化机械产品的结构和零部件数量，降低制造和维护的难度，提高产品的可靠性。
3、标准化和通用化原则采用标准化和通用化的零部件可以提高产品的互换性和可维修性。
标准化的零部件经过了长期的实践检验，其质量和可靠性更有保障。
4、冗余设计原则对于一些关键的系统或零部件，可以采用冗余设计，即设置备份或备用的部分。
当主部件出现故障时，备份部件能够立即接替工作，确保系统的正常运行。
三、可靠性设计的方法1、故障模式及影响分析（FMEA）这是一种在产品设计阶段对潜在故障模式进行分析的方法。
通过识别可能的故障模式，评估其对系统的影响，并制定相应的改进措施，以提高产品的可靠性。
2、可靠性预计根据零部件的可靠性数据和系统的结构，对整个机械产品的可靠性进行预计。
这有助于在设计阶段发现可靠性薄弱环节，及时进行改进。
3、稳健设计通过优化设计参数，使产品在受到各种不确定性因素（如材料性能波动、制造误差等）影响时，仍能保持良好的性能和可靠性。
机械可靠性综述
机械可靠性设计综述摘要：可靠性优化设计是在常规优化设计的基础上，结合可靠性设计理论发展起来的一种有效的优化设计方法。
本文在总结现有文献的基础上对机械可靠性优化设计进行了综述，系统阐述了机械可靠性、可靠性设计、可靠性优化设计及可靠性试验的理论及方法。
关键词：可靠性；优化设计；可靠性试验Review of Optimization Design of Mechanical ReliabilityREN Ju-peng(School of Mechanical Engineering and Automation, Northeastern University, Student ID: 1270174) Abstract：On the basis of traditional optimization design, combined with the theory of reliability design, reliability optimization design is an effective optimization design method. In this paper, the existing literatures are firstly summarized, then the theory and method of mechanical reliability, reliability design, reliability optimization design and reliability test are systematically reviewed.Key words：reliability; optimization design; reliability test随着现代工业技术的飞速发展，机械产品日趋复杂化、大型化、高参数化，使产品发生故障的机会增多，因而，可靠性作为产品质量的主要指标，愈来愈受到工程界的重视。
机械优化设计综述与展望
机械优化设计综述与展望《机械优化设计综述与展望》摘要：机械优化设计是将现代工程设计与数学优化方法相结合的一门学科，旨在通过最小化资源消耗、提高产品性能以及满足设计约束条件的方式，对机械系统进行全面的综合优化。
本文就机械优化设计的研究进展和未来发展方向进行综述与展望。
一、引言机械系统作为现代工程中的核心组成部分之一，其优化设计对提高产品性能、降低成本以及减少资源浪费等方面具有重要意义。
随着计算力的提升和优化算法的不断改进，机械优化设计得到了广泛应用和研究。
二、机械优化设计方法1. 数学优化方法：如遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等，这些方法可以应用于机械系统的整体优化设计。
2. 多学科优化方法：将其他学科的优化问题嵌入到机械系统的优化设计中，如结构优化、材料优化等。
三、机械优化设计研究进展1. 传统机械系统的优化设计：主要关注机械系统的性能改进和成本降低，通过参数优化和拓扑优化等方法进行优化设计。
2. 多学科机械系统的优化设计：考虑多学科要求，将结构、材料、流体等因素纳入综合优化设计框架，从而实现机械系统的最优设计。
3. 智能机械系统的优化设计：利用人工智能、机器学习等技术，实现机械系统的自动化设计和优化控制。
四、机械优化设计的挑战与展望1. 多目标优化问题的处理：机械系统的优化设计往往涉及多个冲突的目标函数，如性能、成本和可靠性等，如何在多目标之间进行权衡和取舍是一个挑战。
2. 不确定性建模：机械系统中存在着各种不确定性因素，如工艺误差、材料不均匀性等，如何将这些不确定性因素引入到优化设计中进行处理是一个难题。
3. 多学科优化的集成与协同：机械系统的多学科优化涉及到多个学科专业知识的集成与协同，如何实现不同学科之间的信息传递和协同工作是一个挑战。
总结：机械优化设计作为一门新兴的学科，已经在工程应用中取得了良好的效果。
然而，仍然存在一些挑战需要解决。
未来，随着数字化技术的发展和多学科优化的深入研究，机械优化设计将进一步提升其应用价值和研究深度，为工程实践提供更加可靠和高效的设计方法。
机械工程中的可靠性设计与分析探讨
机械工程中的可靠性设计与分析探讨机械工程中的可靠性设计与分析是一个非常重要的领域，它涉及到机械系统的设计、制造、使用和维护等各个方面。
下面将就机械工程中的可靠性设计与分析进行探讨。
一、可靠性设计1. 可靠性设计的基本概念可靠性设计是指在产品设计阶段，通过对产品性能、结构、材料、制造工艺等方面的综合考虑，确保产品在规定的使用条件下，能够满足规定的可靠性要求。
2. 可靠性设计的方法（1）故障模式与影响分析（FMEA）：通过对产品中可能出现的故障模式进行分析，找出故障的原因和影响，从而采取相应的措施进行改进。
（2）故障树分析（FTA）：通过对产品故障原因进行逐级分析，建立故障树，从而找出产品的主要故障模式和影响。
（3）可靠性分配：将产品的可靠性指标分配到各个零部件上，确保每个零部件都能够满足规定的可靠性要求。
（4）冗余设计：通过增加备份系统或备用零部件，提高产品的可靠性。
二、可靠性分析1. 可靠性分析的基本概念可靠性分析是指在产品设计阶段，通过对产品性能、结构、材料、制造工艺等方面的综合考虑，预测产品在规定的使用条件下的可靠性和寿命。
2. 可靠性分析的方法（1）概率分布：通过分析产品的概率分布，预测产品的可靠性和寿命。
常见的概率分布包括正态分布、指数分布等。
（2）应力-强度干涉模型：通过分析产品的应力分布和强度分布，预测产品的可靠性和寿命。
该模型适用于承受一定应力的机械零部件。
（3）寿命模型：通过分析产品的失效机理和寿命规律，预测产品的可靠性和寿命。
常见的寿命模型包括浴盆曲线、威布尔分布等。
三、结论机械工程中的可靠性设计与分析是一个非常重要的领域，它涉及到机械系统的设计、制造、使用和维护等各个方面。
通过采用先进的可靠性设计和分析方法，可以提高产品的可靠性和寿命，减少故障和维修成本，提高企业的经济效益和市场竞争力。
因此，我们应该加强对机械工程中的可靠性设计与分析的研究和应用，不断提高产品的质量和可靠性水平。
机械产品可靠性设计分析案例
机械产品可靠性设计分析案例引言机械产品的可靠性设计是在设计和制造过程中考虑到产品在特定条件下的使用寿命，以及避免因故障而导致的损失。
本文将通过一个原料输送机设计的案例来探讨机械产品可靠性设计的重要性以及所需的分析方法。
案例描述假设我们正在设计一个原料输送机，这是一个用于在工厂中将原料从一个地方输送到另一个地方的机械设备。
该设备由许多不同的部件组成，包括传动系统、输送带、电机等。
可靠性设计分析方法故障模式和影响分析（Flure Mode and Effects Analysis, FMEA）故障模式和影响分析是一种常用的可靠性设计分析方法，它通过识别潜在的故障模式和评估其对系统性能的影响来帮助设计人员减少故障的发生。
在我们的案例中，我们可以使用FMEA来识别原料输送机各个部件可能发生的故障模式，并评估其对输送机性能和生产效率的影响。
步骤1：识别故障模式首先，我们将列出原料输送机的各个部件，并识别每个部件可能发生的故障模式。
例如，输送带可能会断裂、传动系统可能会卡住或失效、电机可能会烧坏等等。
步骤2：评估影响对于每个故障模式，我们需要评估其对输送机性能和生产效率的影响。
例如，输送带断裂可能导致原料无法顺利输送，造成生产线停工并导致生产延误。
步骤3：制定改进措施根据故障模式和影响的评估结果，我们可以确定一些改进措施来降低故障发生的可能性和减少其对系统性能的影响。
例如，我们可以使用更耐用的材料制造输送带，选择更可靠的传动系统组件，以及定期进行电机维护和检修。
可靠性预测分析可靠性预测分析是一种定量的可靠性设计分析方法，它通过统计模型和数据分析来预测系统在一定时间内的可靠性水平。
在我们的案例中，我们可以使用可靠性预测分析来评估原料输送机的预期寿命和故障率。
数据收集要进行可靠性预测分析，我们需要收集一些与原料输送机相关的数据，包括系统的组成部件、使用环境、历史维修记录等。
可靠性模型建立基于收集到的数据，我们可以建立一个可靠性模型来估计原料输送机的可靠性水平。
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机械产品可靠性设计综述一、可靠性设计的基本概念可靠性设计的定义：定义1：对系统和结构进行可靠性分析和预测，采用简化系统和结构、余度设计和可维修设计等措施以提高系统和结构可靠度的设计。
定义2：为了满足产品的可靠性要求而进行的设计。
可靠性设计即根据可靠性理论与方法确定产品零部件以及整机的结构方案和有关参数的过程。
设计水平是保证产品可靠性的基础。
可靠性设计是产品的一个重要的性能特征，产品质量的主要指标之一，是随产品所使用时间的延续而在不断变化的。
可靠性设计的任务就是确定产品质量指标的变化规律，并在其基础上确定如何以最少的费用以保证产品应有的工作寿命和可靠度，建立最优的设计方案，实现所要求的产品可靠性水平。
可靠性问题的研究是因处理电子产品不可靠问题于第二次世界大战期间发展起来的。
可靠性设计用在机械方面的研究始于20世纪60年代，首先应用于军事和航天等工业部门，随后逐渐扩展到民用工业。
可靠性设计的一个重要内容是可靠性预测，即利用所得的资料预报一个零件、部件或系统实际可能达到的可性，预报这些零部件或系统在规定的条件下和在规定时间内完成规定功能的概率。
在产品设计的初期阶段，及时完成可靠性预测工作，可以了解产品各零部件之间可靠性的相互关系，找出提高产品可靠性的有效途径。
二、可靠性设计的基本原理（1）选择设计方案时尽量不采用还不成熟的新系统和零件，尽量采用已有经验并已标准化的零部件和成熟的技术。
（2）结构简化，零件数削减。
如日本横河记录仪表10年中无件数削减30%，大大提高了可靠性。
（3）考虑功能零件的可接近性，采用模块结构等以利于可维修性。
（4）设置故障监测和诊断装置，保证零件部设计裕度（安全系数/降额）。
（5）必要时采用功能并联、冗余技术。
如日本的液压挖掘机等，采用双泵、双发动机的冗余设计。
（6）失效安全设计（Failure Safe），系统某一部分即使发生故障，但使其限制在一定范围内，不致影响整个系统的功能。
（7）安全寿命设计（Safe Life），保证使用中不发生破坏而充分安全的设计。
例如对一些重要的安全性零件如汽车刹车，转向机构等要保证在极限条件下不能发生变形、破坏。
（8）加强连接部分的设计分析，例如选定合理的连接、止推方式。
考虑防振，防冲击，对连接条件的确认。
（9）可靠性确认试验，在没有现成数据和可用的经验时，这是唯一的手段。
尤其机械零部件的可靠性预测精度还很低。
主要通过试验确认。
三、可靠性设计的基本方法为了使设计时能充分地预测和预防故障，把更多的失效经验设计到产品中，因而必须邦助设计人员掌握充分的故障情报资料和设计依据。
采取以下措施：（1）可靠性检查表，从可靠性观点出发，列出设计中应考虑的重点。
设计时逐项检查。
考虑预防的对策。
（2）推行FMEA，FTA方法。
FMEA（失效模式影响分析）和FTA（故障树分析）是可靠性分析中的重要手段。
FMEA是从零部故障模式入手分析，评定它对整机或系统发生故障的影响程度，以此确定关键的零件和故障模式。
FTA则是从整机或系统故障开始，逐步分析到基本零件的失效原因。
这两种方法在国外被看作是设计图纸一样重要，作为设计的技术标准资料，它收集总结了该种产品所有可能预料到的故障模式和原因。
（3）故障事例集。
把过去技术上的失败和改进的事例作成手册，供设计者随进参考。
通常用简图表示，将故障和改进作对比。
对故障的原因、情况附有简单说明。
这手册是各公司积累的技术财富，视同设计规范同等重要。
（4）数据库。
广泛有效地收集设计、制造中的失败和改进经验，试验和实际用的数据形成检索系统和数据库，使设计者能超越本单位充分利用别人实践过的经验。
如电子产品已形成世界性可靠性信息交换网。
（5）设计、试验规范的不断充实、改善。
从使用实际得来的故障教训要反馈到设计、试验方法的改进中，要将这些改进效果作为产品设计规范（包括材料选定，结构形式，许用应力，安全系数值）和试验标准的改进依据，使它们成为设计技术的一部分。
四、应用实例：基于虚拟样机的机械产品可靠性设计分析机械产品可靠性设计分析是指为满足机械产品的可靠性而进行的功能性设计。
目前世界上已广泛使用故障模式及影响分析、故障树分析、可靠性预测、概率设计等先进设计方法，因此，利用数字化设计方法及手段，大力推进基于概率虚拟样机的机械产品可靠性设计分析方法，提高设计可靠性与质量就成为一项十分重要的工作。
通过对产品进行功能、结构分析，建立产品故障模型，并依据故障模型划分故障类型及进行故障机理分析，从而利用虚拟样机技术对故障模式进行仿真，验证机械零部件故障模式，在此基础上确定可靠性设计重点，改进零部件设计参数，完善可靠性设计，提高产品使用寿命。
1 机械产品可靠性设计分析方法分析系统研制阶段的主要任务，并结合工程实际中开展可靠性设计分析工作的经验可知，各种可靠性设计分析工作主要集中在技术指标论证阶段、方案论证阶段和工程研制阶段，包括可靠性要求制定，可靠性建模、预计分配，故障模式影响及危害性分析和故障树分析和可靠性仿真分析等。
可靠性设计分析工作从宏观上可以分为定性设计分析和定量设计分析，可靠性定性分析方法相对应用广泛，并且得到了工程验证，而定量设计分析的方法则是机械可靠性设计分析中的难点和薄弱环节，特别是在数字化环境中如何利用CAD/CAE工具进行定量的机械可靠性参数设计也是今后重要的发展方向。
1.1 可靠性定性设计分析方法复杂系统可靠性分析首先要将系统按照功能或结构进行层次划分，然后根据任务剖面建立功能框图及零部件的功能框图，总结搜集故障或零件失效模式，然后再利用故障模式影响及危害性分析、故障树分析等分析工具和可靠性设计准则符合性查询工具进行可靠性定性分析。
故障模式影响及危害性分析是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度及其发生概率予以分类的一种归纳分析方法；故障树分析可以知道哪些事件的组合可以导致危及系统安全的故障，并计算他们的发生概率，然后通过设计改进和有效的故障监测、维修等措施，设法减小他们的发生概率。
故障树分析方法还可以让设计分析者对系统有更深入的认识，有关系统结构、功能、故障及维修保障的知识系统化，因此在设计、制造和操作过程中的可靠性改进更富有成效。
1.2 可靠性定量设计分析方法机械产品可靠性定量设计分析可以分为两部分：其一是失效模式的确定；其二是计算机械产品发生失效的概率，失效概率的计算是可靠性分析的目的，而失效模式的确定以及每个失效模式极限状态方程的建立则是可靠性定量分析的基础。
只有首先给出状态变量与各个随机变量之间的函数关系才能应用解析的或者数值方法计算失效概率，此处，所有可靠性分析都是以荷载、材料常数、几何参数等基本变量的随机型为基础的，也可称之为随机可靠性分析。
1.3 基于概率虚拟样机的机械产品可靠性定量设计分析机械产品可靠性设计分析必然是要在需求推动下向数字化设计分析方向发展，数字化设计技术就是将计算机技术应用于产品的设计开发领域，建立基于计算机的数字化产品模型，并在产品开发的全程使用，达到减少或者避免建立实物模型的一种产品开发技术。
随着技术的不断进步，仿真在产品设计过程中的应用变得越来越广泛而深刻，由原先的单领域、局部应用逐步扩展到多领域、全寿命周期的系统应用。
虚拟样机技术正是这一发展趋势的典型代表，它以并行工程为指导思想，建模和仿真为核心，强调设计与分析的紧密结合，是一种基于仿真模型的数字化产品设计方法。
对于复杂的工程对象，仅靠一两种软件是不能胜任的，需要构建由多种软件组合而成的复合型仿真环境，以便对研究对象进行多目标、多层面的性能仿真，虚拟样机最终目标就是利用仿真工具的数据接口及二次开发技术，依据几何特征创建数值仿真模型，实现分析数据的共享及动态交换，尽可能做到一次建模多次调用。
随着虚拟样机技术在工程实践中的应用，已逐渐成为失效模拟仿真技术中的主要工具，但是其在可靠性分析仿真中的应用仍然处在较低的水平，只有综合CAD/CAE软件工具协同仿真和可靠性定量分析方法调用，采用概率虚拟样机的技术，才是实现机械产品可靠性定量设计分析的必由之路。
2 基于概率虚拟样机的可靠性设计分析流程利用数字化手段，实现机械产品故障模式的概率虚拟样机技术分析，对机械产品实现可靠性设计分析以及基于可靠度的零部件参数设计。
首先，根据确定的故障模式，对主要故障模式进行故障仿真分析，然后利用CAD/CAE软件的协同，在仿真分析的基础上进行概率设计，即对工程设计中的关键参数进行参数化考虑，将确定性分析的参数按照随机变量进行选取，最后通过不断迭代，进行设计改进，找到影响零部件可靠性的关键参数，从而实现关键件和重要件的可靠性设计要求。
2.1 机械产品故障仿真技术机械产品失效分析重点工作之一的失效预测预防工作主要就是对故障原因进行模拟仿真，对故障、失效现象进行直观分析，降低试验成本，为修改相关重要参数设计进行确定性分析，为可靠性设计分析奠定基础。
图1清楚的描述了机械产品一体化故障仿真设计分析方案，主要就是在载荷数据、力学特性以及材料性能等用户需求信息基础上，一方面通过真实实验获得产品故障模式信息，另一方面通过计算机辅助模拟方式，得到虚拟产品故障模式，然后将二者进行关联与验证，通过真实实验数据调整虚拟样机设计参数，重新进行设计优化，对于变形、断裂、磨损以及疲劳等失效模式进行模拟仿真验证。
图1 机械产品一体化故障仿真方案2.2 CAD/CAE软件协同技术长期以来结构可靠性仿真只能应用于能推导显示功能函数的简单结构，如杆、板、梁等，稍微复杂的结构就很难推导出显示功能函数，只能采用隐式的功能函数，这就需要借助于CAD/CAE软件的分析程序。
同时，复杂结构的可靠性仿真分析必须以独立的可靠性软件作为支撑，配合使用结构分析程序（主要是有限元分析程序）和高效准确的可靠度算法，才可以得到精确的可靠性分析结果。
上述需求的直接要求就是要在基于概率虚拟样机的机械产品可靠性设计分析平台上，通过批处理命令直接调用相应CAD/CAE软件输入文件，进行结果计算，然后将多次调用不同输入变量的结果输出文件记录到平台中，从而作为概率设计的信息源。
概率分析输出图2 CAD/CAE软件协同仿真分析流程图2图示化的表示分析仿真平台协同调用CAD/CAE软件仿真分析的整个流程。
结构弹性问题以及非线性问题可以建立在分析平台与Nastran或分析平台与Marc协同仿真的基础上，解决机械产品断裂、变形失效的问题；利用分析平台与Marc协同仿真也可解决机械产品磨损问题；整个虚拟疲劳耐久性集成化仿真分析过程中，可以从分析应力应变的结果以及载荷变化历程两个方面进行考虑，利用分析平台与Nastran协同来描述应力应变分析情况，利用分析平台与Adams协同仿真来表征载荷变化历程问题，从而形成机械产品疲劳问题的可靠性分析仿真。