王发展，吕勤良，郑建校

（西安建筑科技大学机电工程学院，陕西 西安 710055）

1 引言

随着工业化技术的不断革新，大量新型材料不断涌现，它们具有的优质属性越来越多，对新材料的合理设计和利用显得至关重要。材料选择是零件设计的首要任务，同时也是开发新型零件的必要前提。因此通用简便、有效的材料选择方法是机械行业在经济结构转型升级中的重点和关键[1]。

传统的材料选择主要由设计人员依靠自身经验和查阅大量的资料进行选择，这种方式存在认知局限性、材料多样性等其它问题。对此，国内外学者也做有相关研究，文献[2]使用拓扑优化来设计透射的单层周期性变换表面的材料选择；文献[3]提出了灰色模糊逻辑方法在材料选择中的应用；文献[4]利用模糊数学和神经网络的方法对刀具材料选择进行了研究；文献[5]研究了低温支撑结构的材料选择。此外，还有学者对多材料选材做了研究比如采用质量功能部署法、层次分析法和模糊折衷决策等方法探讨了汽车车身多材料的部署[6-8]；以及针对不同材料，如磁性磨料、碳纤维复合材料等，总结并提出了回收再利用的主要方法，包括物理法、化学法和能量回收法[9-10]。然而当前的大多数研究都表现有理论性较强，实用性和通用性不够。并且对于机械零部件的设计而言，零件在实际工作中的可靠性[11-13]、稳健性[14]、轻量化才是设计者的首要关注点。因此，提出一种以可靠性稳健优化设计为设计基准的材料选择方法是很有必要的。……