El diseño de ingeniería es un proceso creativo exploratorio, un proceso de análisis, síntesis, toma de decisiones, evaluación y optimización de acuerdo con ciertos objetivos. En este proceso, se definen una serie de parámetros de diseño y variables de diseño como carga, desplazamiento, tensión, resistencia, rigidez y vida útil para describir muchos elementos de ingeniería y proporcionar una gran cantidad de cálculos numéricos para el diseño de ingeniería; Además, los principios mecánicos. El diseño del plan, la formulación de la estructura mecánica y el modelado estructural, la selección de materiales, parámetros y coeficientes, y la determinación de los procedimientos del proceso requieren que el personal técnico y de ingeniería haga inferencias, razonamientos y decisiones basadas. en la experiencia y la inteligencia. Al analizar y diseñar un sistema mecánico, es necesario establecer un modelo matemático para el sistema mecánico complejo que pueda usarse para análisis y diseño. En este momento, el sistema mecánico complejo debe simplificarse o idealizarse, de modo que el modelo matemático simplificado y el sistema mecánico real a menudo contienen errores o incertidumbres. Si ciertos errores e incertidumbres se ignoran durante el modelado de un sistema mecánico y no se incluyen en los datos esperados, es imposible que el diseñador confíe en el análisis basado en este modelo. y los diseños se pueden aplicar a sistemas mecánicos reales.
Las incertidumbres encontradas en la práctica de la ingeniería incluyen principalmente incertidumbre, falta de fijación, falta de confiabilidad, imprevisibilidad, significado vago, variabilidad, carácter incompleto, desconocido pero limitado e irregular, etc. Por ejemplo, llamamos a la diferencia entre el valor verdadero y el valor aproximado de una cantidad física. un error. En mediciones y cálculos reales, es raro o imposible conocer el valor real de una cantidad física. Normalmente sólo se conocen el valor aproximado de la magnitud física y el límite de error. Por tanto, el error es una especie de incertidumbre. En el diseño mecánico, se utilizan generalmente para el análisis y el cálculo determinados parámetros estructurales y determinados modelos matemáticos. En la práctica de la ingeniería, suelen existir errores e incertidumbres relacionados con cargas, parámetros de desempeño de los materiales, dimensiones geométricas, modelos de cálculo, condiciones iniciales, condiciones de contorno y uniones de componentes estructurales. Aunque pueden ser pequeños en la mayoría de los casos, la combinación de estos errores e incertidumbres puede provocar grandes desviaciones o imprevisibilidad en la respuesta de la estructura.
Hay varios errores e incertidumbres en la maquinaria. Algunos parámetros tienen errores de fabricación, errores de instalación o incertidumbres; algunos parámetros tienen errores de cálculo y errores de medición; Algunos sistemas mecánicos tienen características diferentes cuando se encuentran en diferentes condiciones de trabajo. Valores paramétricos; algunos parámetros tienen un cierto rango de variación de parámetros; algunos parámetros no se pueden medir ni proporcionar con precisión en la actualidad.
Casi todas las variables de diseño conllevan un cierto grado de incertidumbre y, en el análisis y diseño de ingeniería, se pueden dividir en tres categorías según sus fuentes:
(1) Incertidumbre física En el diseño de ingeniería, hay muchas cantidades físicas, como carga, propiedades del material, dimensiones geométricas, etc., que están dispersas. Este tipo de incertidumbre que está directamente relacionada con las cantidades físicas se suele denominar incertidumbre de las cantidades físicas.
(2) Incertidumbre estadística El análisis de las características de distribución de las variables y la determinación de funciones de distribución son inseparables de la estadística y el juicio. Sin embargo, cualquier estadística y juicio se basan en muestras de variables y la capacidad de cualquier muestra no puede ser infinita. El patrón de distribución de cualquier variable se determina mediante estadísticas e inferencia. Por tanto, el método estadístico de cualquier parámetro contiene incertidumbre. Esta incertidumbre causada por las estadísticas se llama incertidumbre estadística.
(3) Incertidumbre del modelo En el diseño y análisis de ingeniería, se debe establecer un modelo de la relación entre las cantidades de entrada y las cantidades de salida. Los modelos suelen establecerse en base a principios mecánicos o a la experiencia. Se pueden establecer diferentes modelos para el mismo problema práctico, y los modelos pueden ser La certeza también puede ser incertidumbre. Sin embargo, en el diseño mecánico, las piezas o sistemas mecánicos son muy complejos y los modelos matemáticos ordinarios no pueden reflejar completamente las condiciones estructurales reales. Diversas suposiciones hechas sobre el modelo y la simplificación de condiciones de contorno complejas harán que el modelo contenga incertidumbres. La incertidumbre del modelo tendrá un gran impacto en los resultados del análisis de diseño mecánico y se le debe prestar suficiente atención.
