機械設(shè)計學第九章

1、機機 械械 設(shè)設(shè) 計計 學學第九章第九章 設(shè)計試驗設(shè)計試驗第八章第八章 設(shè)計試驗設(shè)計試驗設(shè)計試驗設(shè)計試驗: :是指用來驗證產(chǎn)品在設(shè)計過程中其功能是指用來驗證產(chǎn)品在設(shè)計過程中其功能原理的可行性、設(shè)計參量的合理性以及力學性能的原理的可行性、設(shè)計參量的合理性以及力學性能的確實性而采用的一種設(shè)計方法。確實性而采用的一種設(shè)計方法。從本質(zhì)上看試驗可分為兩大類：從本質(zhì)上看試驗可分為兩大類：第一類是基礎(chǔ)試驗，即對零件的材料、工藝和結(jié)構(gòu)第一類是基礎(chǔ)試驗，即對零件的材料、工藝和結(jié)構(gòu)方面進行的試驗。方面進行的試驗。主要解決：強度、壽命方面的問題。主要解決：強度、壽命方面的問題。試驗對象：以零件為試驗對象。試驗對象：

2、以零件為試驗對象。第二類為功能和行為特性試驗。第二類為功能和行為特性試驗。主要進行：機械的工作原理和工作特性、機器工作主要進行：機械的工作原理和工作特性、機器工作時的振動、噪聲、精度、穩(wěn)定性等方面的試驗。時的振動、噪聲、精度、穩(wěn)定性等方面的試驗。試驗對象：以整機或部件為試驗對象。試驗對象：以整機或部件為試驗對象。圖示四種卷棉花簽機的功能原理構(gòu)思，都能實現(xiàn)將棉花卷于圖示四種卷棉花簽機的功能原理構(gòu)思，都能實現(xiàn)將棉花卷于木簽上。木簽上。圖圖a a：用手轉(zhuǎn)動木簽，棉花置于帶刺的平板表面。：用手轉(zhuǎn)動木簽，棉花置于帶刺的平板表面。圖圖b b：木簽不動，棉花置于轉(zhuǎn)動軸表而。：木簽不動，棉花置于轉(zhuǎn)動軸表而。圖

3、圖c c：木簽由轉(zhuǎn)動軸夾緊旋轉(zhuǎn)，棉花在靜止槽中卷緊。：木簽由轉(zhuǎn)動軸夾緊旋轉(zhuǎn)，棉花在靜止槽中卷緊。圖圖d d：用于移動夾有木簽的兩板棉花通過靜止槽時被卷緊。：用于移動夾有木簽的兩板棉花通過靜止槽時被卷緊。第一節(jié)第一節(jié) 功能原理設(shè)功能原理設(shè)計階段的模型試驗計階段的模型試驗第二節(jié)第二節(jié) 模型試驗中的相似理論模型試驗中的相似理論模型試驗是利用與原型相似的模型來探求實際產(chǎn)品模型試驗是利用與原型相似的模型來探求實際產(chǎn)品工作規(guī)律性的一種試驗研究方法。工作規(guī)律性的一種試驗研究方法。應用：在機械產(chǎn)品的功能原理設(shè)計階段有廣泛應用，應用：在機械產(chǎn)品的功能原理設(shè)計階段有廣泛應用，其它如在動力機械中的傳熱問題、機床中的

4、變形問其它如在動力機械中的傳熱問題、機床中的變形問題、機械中流體動力潤滑滑動軸承設(shè)計等方面。題、機械中流體動力潤滑滑動軸承設(shè)計等方面。 一、相似概念、相似比和相似模型一、相似概念、相似比和相似模型 相似概念在幾何學中早有應用，例如兩個三角相似概念在幾何學中早有應用，例如兩個三角形相似形相似( (見圖見圖9-3)9-3)，有如下性質(zhì)：各對應，有如下性質(zhì)：各對應線段成比例，各對應角相等，即線段成比例，各對應角相等，即相似比：相似比：相似是指在相應對刻、相應參數(shù)之間的比例關(guān)系應相似是指在相應對刻、相應參數(shù)之間的比例關(guān)系應保持為常數(shù)，即原型的各種變量為保持為常數(shù)，即原型的各種變量為 ，模型的同，模型的

5、同類變量為類變量為 ，其相似性質(zhì)，即相似比可用如下，其相似性質(zhì)，即相似比可用如下數(shù)學形式表示：數(shù)學形式表示： = =常數(shù)常數(shù)相似模型：相似模型： 是指將原型的各種物理現(xiàn)象如長度、時間、力、速是指將原型的各種物理現(xiàn)象如長度、時間、力、速度等縮小或擴大并據(jù)此作出樣品來進行試驗的裝置，度等縮小或擴大并據(jù)此作出樣品來進行試驗的裝置，此裝置在試驗中必須能比較容易、迅速、方便地再此裝置在試驗中必須能比較容易、迅速、方便地再現(xiàn)原型發(fā)生的實際過程?，F(xiàn)原型發(fā)生的實際過程。iX iXxiiiCXX 二、相似定理二、相似定理 相似三定理是相似設(shè)計的理論基礎(chǔ)。它是模型設(shè)計相似三定理是相似設(shè)計的理論基礎(chǔ)。它是模型設(shè)計的

6、理論基礎(chǔ)。的理論基礎(chǔ)。18681868年法國科學家貝特朗年法國科學家貝特朗(JBertrand)(JBertrand)，以力學方程分析為基礎(chǔ)，首先確定，以力學方程分析為基礎(chǔ)，首先確定了相似第一定律，描述了相似現(xiàn)象的基本特性。了相似第一定律，描述了相似現(xiàn)象的基本特性。19141914年美國的波金漢年美國的波金漢(EBuckingham)(EBuckingham)提出相似第二提出相似第二定理分析了相似現(xiàn)象各物理參量的表達。定理分析了相似現(xiàn)象各物理參量的表達。19301930年年蘇聯(lián)學者基爾皮契夫和古赫曼提出了相似第三定理，蘇聯(lián)學者基爾皮契夫和古赫曼提出了相似第三定理，回答了相似現(xiàn)象的充分而必要的條

7、件?；卮鹆讼嗨片F(xiàn)象的充分而必要的條件。第一相似定理第一相似定理 彼此相似的現(xiàn)象必定具有數(shù)值相同彼此相似的現(xiàn)象必定具有數(shù)值相同的同名相似準則，且相應的相似指標等于的同名相似準則，且相應的相似指標等于1 1。 指出彼此相似現(xiàn)象具有的性質(zhì)：指出彼此相似現(xiàn)象具有的性質(zhì)： 相似現(xiàn)象各對應點的相似常數(shù)之比即相似指標相似現(xiàn)象各對應點的相似常數(shù)之比即相似指標等于等于1 1； 相似現(xiàn)象各對應點的物理量的比值即相似準則相似現(xiàn)象各對應點的物理量的比值即相似準則具有同一數(shù)值，顯示了物理過程內(nèi)在聯(lián)系，具有同一數(shù)值，顯示了物理過程內(nèi)在聯(lián)系， 用第一定理來指導模型實驗或進行相似設(shè)計，用第一定理來指導模型實驗或進行相似設(shè)計，

8、首先要導出相似準則，然后在實驗中測量或計算相首先要導出相似準則，然后在實驗中測量或計算相似準則包含的一切物理量。似準則包含的一切物理量。以動力相似為例：以動力相似為例：第二相似定理第二相似定理 有有n個物理量所表征的物理系統(tǒng)，其個物理量所表征的物理系統(tǒng)，其中中k個物理量量綱是相互獨立的，則此個物理量量綱是相互獨立的，則此n個物理量可個物理量可表示為表示為(nk)個相似準則個相似準則1，2，3，n-k的函數(shù)關(guān)系：的函數(shù)關(guān)系：f(1，2，3，n-k)=0 相似第二定理指出：相似第二定理指出： 描述現(xiàn)象的方程都可以轉(zhuǎn)換成無因次的準則方描述現(xiàn)象的方程都可以轉(zhuǎn)換成無因次的準則方程；程； 相似準則有相似準

9、則有(n-K)個；個； 如果把某現(xiàn)象的實驗結(jié)果如果把某現(xiàn)象的實驗結(jié)果(設(shè)計結(jié)果設(shè)計結(jié)果)整理成上式整理成上式所示的形式，則該式就可推廣到與該實驗結(jié)果相似所示的形式，則該式就可推廣到與該實驗結(jié)果相似的所有其它實驗上去，因而有利于試驗結(jié)果的應用的所有其它實驗上去，因而有利于試驗結(jié)果的應用和推廣。和推廣。第三相似定理第三相似定理 判斷同一種類現(xiàn)象判斷同一種類現(xiàn)象( (過程過程) )相似的相似的必要和充分條件是單值條件相似和同名的決定性相必要和充分條件是單值條件相似和同名的決定性相似準則相等。似準則相等。單值條件是指從一群現(xiàn)象中根據(jù)某一現(xiàn)象的特性，單值條件是指從一群現(xiàn)象中根據(jù)某一現(xiàn)象的特性，能把它從一

10、群現(xiàn)象中區(qū)分出來的那些條件。同時在能把它從一群現(xiàn)象中區(qū)分出來的那些條件。同時在實際模型試驗中，選擇對物理現(xiàn)象起決定作用的一、實際模型試驗中，選擇對物理現(xiàn)象起決定作用的一、兩個相似準則相等，其余的略去不計，用模型和原兩個相似準則相等，其余的略去不計，用模型和原型的試驗結(jié)果來判斷模型試驗的近似程度。型的試驗結(jié)果來判斷模型試驗的近似程度。 應用相似三定理，進行相似設(shè)計或用相似原理進行應用相似三定理，進行相似設(shè)計或用相似原理進行模型實驗，首先應找出相似準則。常用的相似準則，模型實驗，首先應找出相似準則。常用的相似準則，見表見表9292。軸的慣性矩：軸的慣性矩：Iz=D4/64三、模型設(shè)計時應遵循的條件

11、三、模型設(shè)計時應遵循的條件從相似理論的基本點出發(fā)為了正確地模擬原型的從相似理論的基本點出發(fā)為了正確地模擬原型的現(xiàn)象，在模型設(shè)計時應遵循下述條件：現(xiàn)象，在模型設(shè)計時應遵循下述條件：P239P239四、模型設(shè)計中幾個應注意的問題四、模型設(shè)計中幾個應注意的問題1 1模型材料的選擇模型材料的選擇 與模型材料有關(guān)的物理量有：密度與模型材料有關(guān)的物理量有：密度、彈性、彈性模量模量E E、泊松比、泊松比、線膨脹系數(shù)、線膨脹系數(shù)、導熱系數(shù)、導熱系數(shù)。、。、比熱比熱等。模型材料不一定與原型材料相同。確等。模型材料不一定與原型材料相同。確定模型材料時，要滿足相應的有關(guān)相似準則。模定模型材料時，要滿足相應的有關(guān)相似

12、準則。模型材料的性能要求如下：型材料的性能要求如下：1 1）彈性模量小，作用力小時，變形大，對加載、）彈性模量小，作用力小時，變形大，對加載、測量有利；測量有利；2 2）在實驗載荷范圍內(nèi)材料的應力）在實驗載荷范圍內(nèi)材料的應力變形呈線性變形呈線性關(guān)系；關(guān)系；3 3）有一定強度，加工性能好，便于制造。）有一定強度，加工性能好，便于制造。 2模型尺寸確定模型尺寸確定模型各部分尺寸將由幾何相似常數(shù)確定。原型與模模型各部分尺寸將由幾何相似常數(shù)確定。原型與模型的長度相似型的長度相似CL1為縮小模型，為縮小模型， CL1為放大模為放大模型。通?？s小模型的相似比，取型。通常縮小模型的相似比，取CL 410。

13、確定模型尺寸，要考慮模型的安裝、加載和測量，確定模型尺寸，要考慮模型的安裝、加載和測量，模型尺寸過大或過小都會使試驗帶來不便。模型尺寸過大或過小都會使試驗帶來不便。3 3模型結(jié)構(gòu)設(shè)計模型結(jié)構(gòu)設(shè)計原型結(jié)構(gòu)較復雜，模型結(jié)構(gòu)不必要與原型結(jié)構(gòu)完全原型結(jié)構(gòu)較復雜，模型結(jié)構(gòu)不必要與原型結(jié)構(gòu)完全相同，為了加工制造方便，模型結(jié)構(gòu)可以適當簡化，相同，為了加工制造方便，模型結(jié)構(gòu)可以適當簡化，忽略對整機性能影響不大的次要部件或尺寸較小的忽略對整機性能影響不大的次要部件或尺寸較小的部件，部件外形也可簡化。但簡化后的模型要保持部件，部件外形也可簡化。但簡化后的模型要保持主要結(jié)構(gòu)性能與原型一致，以便減小誤差。主要結(jié)構(gòu)性能

14、與原型一致，以便減小誤差。模型結(jié)構(gòu)簡化：模型結(jié)構(gòu)簡化：保留：主要部分底、壁、保留：主要部分底、壁、導軌等的結(jié)構(gòu)和尺尺寸。導軌等的結(jié)構(gòu)和尺尺寸。省略：對結(jié)構(gòu)性能影響省略：對結(jié)構(gòu)性能影響較小的小溝槽、小直徑較小的小溝槽、小直徑孔等略去。但應盡量?？椎嚷匀?。但應盡量保持結(jié)構(gòu)截面的慣性矩相持結(jié)構(gòu)截面的慣性矩相等。以便模型與原型在等。以便模型與原型在力學特性參數(shù)上相似。力學特性參數(shù)上相似。第三節(jié)第三節(jié) 實用化設(shè)計階段的樣機試驗實用化設(shè)計階段的樣機試驗進入實用化設(shè)計階段，也就是進入新產(chǎn)品正式投產(chǎn)進入實用化設(shè)計階段，也就是進入新產(chǎn)品正式投產(chǎn)前，一般必須先經(jīng)歷產(chǎn)品試制。前，一般必須先經(jīng)歷產(chǎn)品試制。產(chǎn)品試制：可

15、分為樣機試制和小批試制。產(chǎn)品試制：可分為樣機試制和小批試制。對于單件或小批生產(chǎn)只進行樣機試制。對于單件或小批生產(chǎn)只進行樣機試制。通過樣機試驗來驗證產(chǎn)品樣機以下技術(shù)狀況：通過樣機試驗來驗證產(chǎn)品樣機以下技術(shù)狀況： 1)1)產(chǎn)品足否有良好的功能原理。產(chǎn)品足否有良好的功能原理。 2)2)產(chǎn)品的實際工作效果、效率及其技術(shù)性能指標。產(chǎn)品的實際工作效果、效率及其技術(shù)性能指標。 3)3)樣機的零件性能如強度、剛度、可靠性、壽命樣機的零件性能如強度、剛度、可靠性、壽命等。等。實用化設(shè)計階段，樣機實驗的重要性：實用化設(shè)計階段，樣機實驗的重要性：盡可能避免因產(chǎn)品設(shè)計或工藝方法的不合理而造成盡可能避免因產(chǎn)品設(shè)計或工藝

16、方法的不合理而造成浪費。這種試驗同時能及時把試驗中暴露出來的諸浪費。這種試驗同時能及時把試驗中暴露出來的諸如質(zhì)量、效率、成本等各種技術(shù)問題反饋到有關(guān)部如質(zhì)量、效率、成本等各種技術(shù)問題反饋到有關(guān)部門，以便及時修改技術(shù)文件和設(shè)計參數(shù)，改進前期門，以便及時修改技術(shù)文件和設(shè)計參數(shù)，改進前期設(shè)計中的不足，為正式轉(zhuǎn)化為商品生產(chǎn)做必要的準設(shè)計中的不足，為正式轉(zhuǎn)化為商品生產(chǎn)做必要的準備。備。樣機：是完全按產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)試制但尚未投入正樣機：是完全按產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)試制但尚未投入正式生產(chǎn)的一種機械產(chǎn)品。式生產(chǎn)的一種機械產(chǎn)品。它隨著產(chǎn)品的工作環(huán)境、工作性能和使用壽命的它隨著產(chǎn)品的工作環(huán)境、工作性能和使用壽命的不同。各種

17、樣機試驗的項目也不相同。不同。各種樣機試驗的項目也不相同。例如：對汽車而言。樣機試驗的項目有：定型前例如：對汽車而言。樣機試驗的項目有：定型前的駕駛性能、負載、油耗、道路適應性等。的駕駛性能、負載、油耗、道路適應性等。再如：裝載機樣機試驗的項目有：重心位置、操再如：裝載機樣機試驗的項目有：重心位置、操縱力、行走速度、空載運行阻力等?？v力、行走速度、空載運行阻力等。舉例：以裝載機樣機試驗為例，簡要說明樣機舉例：以裝載機樣機試驗為例，簡要說明樣機試驗的大致過程。試驗的大致過程。裝載機樣機試驗包括：整機性能試驗和工業(yè)性裝載機樣機試驗包括：整機性能試驗和工業(yè)性能試驗兩大部分。能試驗兩大部分。1整機性能

18、測試整機性能測試1)測量裝載機在靜止狀態(tài)下主要幾何尺寸。見表測量裝載機在靜止狀態(tài)下主要幾何尺寸。見表9-3。2)測量裝載機在工作狀態(tài)下各主要作業(yè)參數(shù)。見表測量裝載機在工作狀態(tài)下各主要作業(yè)參數(shù)。見表9-4。3)按裝載機工作準備狀態(tài)測量樣機質(zhì)量與接地比壓按裝載機工作準備狀態(tài)測量樣機質(zhì)量與接地比壓計算，見表計算，見表9-5，計算公式為：，計算公式為：4 4）在裝載機工作準備狀態(tài)下測量樣機重心位置，）在裝載機工作準備狀態(tài)下測量樣機重心位置，見表見表9-69-65)5)裝裝載機工作狀態(tài)下操縱裝置的操縱力和行程裝裝載機工作狀態(tài)下操縱裝置的操縱力和行程的測定，見表的測定，見表9797。6)6)在裝載機直線路

19、面上經(jīng)適當助跑后，按規(guī)定距在裝載機直線路面上經(jīng)適當助跑后，按規(guī)定距離做前進、后退行走速度測定，見表離做前進、后退行走速度測定，見表9-89-87)7)裝載運行阻力的測定，見表裝載運行阻力的測定，見表9999。8)8)在行走牽引試驗場地進行轉(zhuǎn)彎半徑測量在行走牽引試驗場地進行轉(zhuǎn)彎半徑測量9)9)裝載機在工作狀態(tài)下進行牽引試驗裝載機在工作狀態(tài)下進行牽引試驗l0)l0)技術(shù)生產(chǎn)率測定。技術(shù)生產(chǎn)率測定。 11) 11)扒爪每分鐘扒取次數(shù)的測量。扒爪每分鐘扒取次數(shù)的測量。 l2)l2)工作液壓缸壓力和沉降量的測量。工作液壓缸壓力和沉降量的測量。 13)13)噪聲測定。噪聲測定。2 2、工業(yè)性試驗、工業(yè)性試

20、驗 試驗內(nèi)容：裝載機的使用可靠性，使用生產(chǎn)試驗內(nèi)容：裝載機的使用可靠性，使用生產(chǎn)率及能量消耗，主要部件的性能穩(wěn)定性，司機操率及能量消耗，主要部件的性能穩(wěn)定性，司機操縱舒適性，技術(shù)保養(yǎng)方便性，工作機構(gòu)的靈敏性縱舒適性，技術(shù)保養(yǎng)方便性，工作機構(gòu)的靈敏性及整機的拆卸、運輸、裝配是否適合礦山井巷作及整機的拆卸、運輸、裝配是否適合礦山井巷作業(yè)環(huán)境的要求等。業(yè)環(huán)境的要求等。 從上述試驗過程可看出，樣機試驗一般包括三方從上述試驗過程可看出，樣機試驗一般包括三方面的內(nèi)容：面的內(nèi)容：1 1）研究用什么方法、裝置和規(guī)范來試驗樣機才能）研究用什么方法、裝置和規(guī)范來試驗樣機才能反映產(chǎn)品使用的性能、壽命和可靠性；反映產(chǎn)

21、品使用的性能、壽命和可靠性；2 2）研究用怎樣的試驗方案來對產(chǎn)品進行試驗，以）研究用怎樣的試驗方案來對產(chǎn)品進行試驗，以評定產(chǎn)品是否合格；評定產(chǎn)品是否合格；3 3）把通過產(chǎn)品試驗發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量等問題的信息進行）把通過產(chǎn)品試驗發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量等問題的信息進行反饋并采取措施加以解決。反饋并采取措施加以解決。隨著現(xiàn)代測試技術(shù)的發(fā)展，樣機的試驗巳開始十隨著現(xiàn)代測試技術(shù)的發(fā)展，樣機的試驗巳開始十分重視可靠性試驗和環(huán)境試驗。分重視可靠性試驗和環(huán)境試驗。 可靠性試驗：是指在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定環(huán)境條件可靠性試驗：是指在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定環(huán)境條件下，確定產(chǎn)品的性能。下，確定產(chǎn)品的性能。指標如：平均壽命、可靠度、失效率是否合

22、格。指標如：平均壽命、可靠度、失效率是否合格。試驗的主要手段：是對產(chǎn)品做壽命試驗或稱耐久性試驗的主要手段：是對產(chǎn)品做壽命試驗或稱耐久性試驗。試驗。對象：取部分樣品對象：取部分樣品( (樣機樣機) )進行。進行。為求得產(chǎn)品的可靠性指標，產(chǎn)品在出廠前必須進行試為求得產(chǎn)品的可靠性指標，產(chǎn)品在出廠前必須進行試驗，這種試驗常在自然環(huán)境或人工模擬的條件下進行，驗，這種試驗常在自然環(huán)境或人工模擬的條件下進行，稱為環(huán)境試驗。稱為環(huán)境試驗。環(huán)境試驗常用的方法有以下幾種：環(huán)境試驗常用的方法有以下幾種： 1)1)低溫試驗。檢驗產(chǎn)品在低溫條件下工作的可靠性，低溫試驗。檢驗產(chǎn)品在低溫條件下工作的可靠性，不應有妨礙產(chǎn)品不

23、應有妨礙產(chǎn)品( (樣機樣機) )正常工作的任何缺陷。正常工作的任何缺陷。 2)2)溫度沖擊試驗。檢驗產(chǎn)品在溫度沖擊下的工作適溫度沖擊試驗。檢驗產(chǎn)品在溫度沖擊下的工作適應性和結(jié)構(gòu)的承受能力，產(chǎn)品經(jīng)試驗后不應出現(xiàn)潤滑應性和結(jié)構(gòu)的承受能力，產(chǎn)品經(jīng)試驗后不應出現(xiàn)潤滑油脂或工作油液溢出，漆膜起泡等。油脂或工作油液溢出，漆膜起泡等。3)3)耐潮及防腐試驗。檢查產(chǎn)品對潮濕空氣影響的抵耐潮及防腐試驗。檢查產(chǎn)品對潮濕空氣影響的抵抗能力?？鼓芰?。 4)4)防塵試驗。檢查產(chǎn)品在風沙、灰塵環(huán)境中，防防塵試驗。檢查產(chǎn)品在風沙、灰塵環(huán)境中，防塵結(jié)構(gòu)的密封性和工作可靠性。塵結(jié)構(gòu)的密封性和工作可靠性。 5)5)密封試驗。檢查

24、產(chǎn)品防泄漏的能力。如氣密試密封試驗。檢查產(chǎn)品防泄漏的能力。如氣密試驗、容器漏液試驗等。驗、容器漏液試驗等。6)6)振動試驗。檢查產(chǎn)品對反復振動的適應性。振動試驗。檢查產(chǎn)品對反復振動的適應性。第四節(jié)第四節(jié) 機械產(chǎn)品的綜合性能檢測試驗機械產(chǎn)品的綜合性能檢測試驗產(chǎn)品經(jīng)過樣機試驗和改進設(shè)計之后，就要轉(zhuǎn)入小批產(chǎn)品經(jīng)過樣機試驗和改進設(shè)計之后，就要轉(zhuǎn)入小批量或成批生產(chǎn)，因而全面評價產(chǎn)品的效果，檢測產(chǎn)量或成批生產(chǎn)，因而全面評價產(chǎn)品的效果，檢測產(chǎn)品的綜合性能，為開發(fā)下一代產(chǎn)品提供反饋信息是品的綜合性能，為開發(fā)下一代產(chǎn)品提供反饋信息是至關(guān)重要的。至關(guān)重要的。機械產(chǎn)品的綜合性能指標概括為：機械產(chǎn)品的綜合性能指標概括

25、為：產(chǎn)品的性能、壽命、可靠性、安全性和經(jīng)濟性等方產(chǎn)品的性能、壽命、可靠性、安全性和經(jīng)濟性等方面。面。1 1）產(chǎn)品的性能：是指產(chǎn)品所具有的特性和功能。）產(chǎn)品的性能：是指產(chǎn)品所具有的特性和功能。不同的使用目的，不同的使用條件，要求產(chǎn)品具有不同的使用目的，不同的使用條件，要求產(chǎn)品具有不同性能。不同性能。對產(chǎn)品的性能檢測試驗一般從下列幾方面進行：對產(chǎn)品的性能檢測試驗一般從下列幾方面進行：物質(zhì)方面：物理、化學性能檢測。物質(zhì)方面：物理、化學性能檢測。結(jié)構(gòu)方面：拆裝、維修、互換性的檢測。結(jié)構(gòu)方面：拆裝、維修、互換性的檢測。操作方面：從操作方便、靈巧方面進行舒適性試驗操作方面：從操作方便、靈巧方面進行舒適性試

26、驗外觀方面：造型、色澤、包裝檢驗。外觀方面：造型、色澤、包裝檢驗。2 2）產(chǎn)品的壽命：是指產(chǎn)品從出廠投入使用的時間算）產(chǎn)品的壽命：是指產(chǎn)品從出廠投入使用的時間算起到發(fā)生不可修復的故障為止的使用時間。起到發(fā)生不可修復的故障為止的使用時間。故障：產(chǎn)品不能在規(guī)定的條件下，規(guī)定的期限內(nèi)履故障：產(chǎn)品不能在規(guī)定的條件下，規(guī)定的期限內(nèi)履行一種或幾種所需要的功能的事件就叫故障。行一種或幾種所需要的功能的事件就叫故障。對于不可修復的故障則叫失效。對于不可修復的故障則叫失效。不同的產(chǎn)品，其壽命的概念可能不盡相同。不同的產(chǎn)品，其壽命的概念可能不盡相同。3 3）產(chǎn)品的可靠性：是指在規(guī)定的保險期內(nèi)、規(guī)定）產(chǎn)品的可靠性：

27、是指在規(guī)定的保險期內(nèi)、規(guī)定的條件下，規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定任務的可能的條件下，規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定任務的可能性。性。衡量產(chǎn)品可靠性的指標有：平均壽命、可靠度、衡量產(chǎn)品可靠性的指標有：平均壽命、可靠度、失效率。失效率?？煽啃栽囼灥闹饕侄问菍Ξa(chǎn)品作耐久性試驗?？煽啃栽囼灥闹饕侄问菍Ξa(chǎn)品作耐久性試驗。按壽命計算性質(zhì)，耐久性試驗可分為：按壽命計算性質(zhì)，耐久性試驗可分為： （1)1)貯存壽命試驗。它是在規(guī)定的環(huán)境條件下，貯存壽命試驗。它是在規(guī)定的環(huán)境條件下，產(chǎn)品處于非工作狀態(tài)的存放試驗。目的是為了了產(chǎn)品處于非工作狀態(tài)的存放試驗。目的是為了了解產(chǎn)品在待定條件下的可靠性。解產(chǎn)品在待定條件下的可靠性。

28、（2)2)工作壽命試驗。它是在規(guī)定的正常工作條件工作壽命試驗。它是在規(guī)定的正常工作條件下或近似正常工作條件下，產(chǎn)品處于工作狀態(tài)的下或近似正常工作條件下，產(chǎn)品處于工作狀態(tài)的試驗，如連續(xù)工作壽命試驗、間斷工作壽命試驗。試驗，如連續(xù)工作壽命試驗、間斷工作壽命試驗。4 4）產(chǎn)品的安全性：是指產(chǎn)品使用過程中保證安全）產(chǎn)品的安全性：是指產(chǎn)品使用過程中保證安全的程度。的程度。產(chǎn)品對使用人員是否會造成傷害事故，影響人體的產(chǎn)品對使用人員是否會造成傷害事故，影響人體的健康，或者產(chǎn)生公害，污染周圍環(huán)境的可能性，是健康，或者產(chǎn)生公害，污染周圍環(huán)境的可能性，是用戶十分關(guān)心的。為此在產(chǎn)品投入批量生產(chǎn)之前應用戶十分關(guān)心的。

29、為此在產(chǎn)品投入批量生產(chǎn)之前應作安全性檢測。如機器噪聲的測量、機床、汽車側(cè)作安全性檢測。如機器噪聲的測量、機床、汽車側(cè)向穩(wěn)定性試驗向穩(wěn)定性試驗5 5）產(chǎn)品的經(jīng)濟性是個復雜問題，不僅要考慮產(chǎn)）產(chǎn)品的經(jīng)濟性是個復雜問題，不僅要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，還要考慮產(chǎn)品整個壽命周期所需品的生產(chǎn)成本，還要考慮產(chǎn)品整個壽命周期所需的運轉(zhuǎn)費、維護修理費等。的運轉(zhuǎn)費、維護修理費等。 因為改進產(chǎn)品設(shè)計，提高可靠性，改善保養(yǎng)因為改進產(chǎn)品設(shè)計，提高可靠性，改善保養(yǎng)性等，就會提要經(jīng)濟性。因此，對產(chǎn)品進行綜合性等，就會提要經(jīng)濟性。因此，對產(chǎn)品進行綜合性能檢測時應從工藝的合理性、制造成本和使用性能檢測時應從工藝的合理性、制造成本和

30、使用成本的高低等方面同時加以考慮。成本的高低等方面同時加以考慮。一、現(xiàn)代檢測系統(tǒng)一、現(xiàn)代檢測系統(tǒng)現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的大體組成如圖現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的大體組成如圖9696所示所示二、檢測中的系統(tǒng)模擬技術(shù)二、檢測中的系統(tǒng)模擬技術(shù) 系統(tǒng)模擬技術(shù)應用于以下幾方面：系統(tǒng)模擬技術(shù)應用于以下幾方面： 1)1)對系統(tǒng)或產(chǎn)品的某一部分，例如儀器的傳感器、機床加對系統(tǒng)或產(chǎn)品的某一部分，例如儀器的傳感器、機床加工精度、與預先設(shè)計的有效精度來進行比較測定。工精度、與預先設(shè)計的有效精度來進行比較測定。 2)2)系統(tǒng)地估計產(chǎn)品的各部分或分系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)和干擾的系統(tǒng)地估計產(chǎn)品的各部分或分系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)和干擾的影響程度及其對整體性能的影

31、響等。影響程度及其對整體性能的影響等。 3)3)比較各種設(shè)計方案，以取得最優(yōu)設(shè)計。比較各種設(shè)計方案，以取得最優(yōu)設(shè)計。 4)4)在被測系統(tǒng)或裝置發(fā)生故障后使之重演工作過程，以分在被測系統(tǒng)或裝置發(fā)生故障后使之重演工作過程，以分析研究故障來源和得出對策。析研究故障來源和得出對策。5)5)進行假設(shè)檢驗。進行假設(shè)檢驗。6)6)訓練操作人員進行分析、評價人訓練操作人員進行分析、評價人機聯(lián)系的可控性和適機聯(lián)系的可控性和適應性。應性。三、檢測技術(shù)中的現(xiàn)代化工具三、檢測技術(shù)中的現(xiàn)代化工具在整個測試方案設(shè)計中，系統(tǒng)仿真和環(huán)境模擬是在整個測試方案設(shè)計中，系統(tǒng)仿真和環(huán)境模擬是主要考慮對象。主要考慮對象。獲得有關(guān)位置參

32、數(shù)、動力參數(shù)和掌握這些參數(shù)的獲得有關(guān)位置參數(shù)、動力參數(shù)和掌握這些參數(shù)的變化及其內(nèi)在聯(lián)系。變化及其內(nèi)在聯(lián)系。方法：方法：1 1）研制各種微型傳感器和能進行各參數(shù)）研制各種微型傳感器和能進行各參數(shù)綜合測試的試驗裝置。綜合測試的試驗裝置。 2 2）借助計算機的輔助自動測試系統(tǒng)：具）借助計算機的輔助自動測試系統(tǒng)：具有程序控制、存貯轉(zhuǎn)換、快速運算、邏輯判斷、有程序控制、存貯轉(zhuǎn)換、快速運算、邏輯判斷、二維圖象和三維造型、運動仿真，虛擬環(huán)境。二維圖象和三維造型、運動仿真，虛擬環(huán)境。以汽車為例，了解產(chǎn)品的綜合性能檢測的大致以汽車為例，了解產(chǎn)品的綜合性能檢測的大致過程：過程：汽車新產(chǎn)品在投入批量生產(chǎn)前必須經(jīng)過嚴

33、格的、汽車新產(chǎn)品在投入批量生產(chǎn)前必須經(jīng)過嚴格的、科學的整車定型試驗，即經(jīng)過樣機試驗之后要科學的整車定型試驗，即經(jīng)過樣機試驗之后要投入批量生產(chǎn)之前的一次綜合性能檢測。投入批量生產(chǎn)之前的一次綜合性能檢測。其主要內(nèi)容有兩大方面：其主要內(nèi)容有兩大方面：即：汽車基本性能檢測和總里程為即：汽車基本性能檢測和總里程為50000h50000h的可的可靠性行駛試驗?？啃孕旭傇囼?。 1 1）汽車基本性能檢測包括的內(nèi)容：）汽車基本性能檢測包括的內(nèi)容：滑行試驗，最小穩(wěn)定車速試驗滑行試驗，最小穩(wěn)定車速試驗( (直接檔直接檔) )，加速試驗，加速試驗，最小車速測定，爬坡試驗最小車速測定，爬坡試驗( (最大爬坡度，爬長坡性

34、最大爬坡度，爬長坡性能能) )，制動性能試驗，制動性能試驗( (冷制動器的制動性能，連續(xù)制冷制動器的制動性能，連續(xù)制動后的性能穩(wěn)定性試驗，制動時的最大滑坡角動后的性能穩(wěn)定性試驗，制動時的最大滑坡角) )，操縱性能試驗，行駛平順性試驗，穩(wěn)定性試驗操縱性能試驗，行駛平順性試驗，穩(wěn)定性試驗( (汽汽車的橫向和縱向傾翻角車的橫向和縱向傾翻角) )，密封性試驗。，密封性試驗。 2 2）可靠性行駛試驗包括的內(nèi)容：）可靠性行駛試驗包括的內(nèi)容：選擇環(huán)路、山區(qū)石路、能高速行駛的道路作行駛試選擇環(huán)路、山區(qū)石路、能高速行駛的道路作行駛試驗，考驗汽車的強度、工作可靠性、主要零件的耐驗，考驗汽車的強度、工作可靠性、主要零件的耐磨性、保養(yǎng)維修的方便性和使用性能的穩(wěn)定程度。磨性、保養(yǎng)維修的方便性和使用性能的穩(wěn)定程度。如：凹凸不平的壞路、碎石公路、瀝青和水泥平直如：凹凸不平的壞路、碎石公路、瀝青和水泥平直公路行駛公路行駛50000h50000h，觀察其各項性能如何。若發(fā)現(xiàn)重，觀察其各項性能如何。若發(fā)現(xiàn)重大的或影響行駛安全的缺陷等問題，還需由制造廠大的或影響行駛安全的缺陷等問題，還需由制造廠改進后才能投入檢測。改進后才能投入檢