郭空斐，晋民杰，冯振华，赵 福

(太原科技大学机械工程学院，太原 030024)

提升机主轴传统的设计是安全系数法和可靠性设计法，它们都没有考虑各参数的不确定因素及模糊性。且据统计提升机主轴50%以上都是由疲劳破坏失效的，故传统设计存在一定盲目性和不科学性[1-5]。模糊可靠性设计同时考虑了随机性和模糊性。本文将模糊可靠性理论应用到提升机主轴的疲劳强度的设计中，对其进行探讨研究。

1 机械零件模糊可靠性设计模型

常规可靠性设计以应力－强度干涉模型为核心，r为零件的广义强度，s为零件的广义应力。fr(r)，fs(s)分别为广义强度分布函数和广义应力分布函数，其模型如图:

图1 应力-强度干涉模型Fig.1 The interference model of stress-strength

模糊可靠性设计以常规可靠性设计的“应力－强度干涉模型”为基础。现令广义强度与广义应力的差值为其功能函数即z=r-s.零件所处的安全状态为模糊事件，令的隶属函数为η～A(z)，其特性如下:

图2 零件的状态Fig.2 The state of parts

则模糊可靠度为:

机械零件设计中的模糊性一般都是需要定量表达出来的，因此必须先确定模糊集的隶属函数，以描述模糊件。根据提升机主轴尺寸较大，工作频繁安全性要求较高，其破坏一般为疲劳破坏的特点，我们选用半梯形的偏小型分布，如图3:

图3 偏小型半梯形分布隶属函数Fig.3 Membership function with partially small semi-trapezoidal distribution

在机械零件的模糊可靠性设计中，通常其应力服从正态分布，其强度为一确定值。则机械零件的模糊可靠度为:

式中:s—— 为应力;r—— 为强度。

[1]介绍可得a一般可取为所给定的强度值。……