【摘要】随着随机摄动和四阶矩操作技术的进步，对于机械部件灵敏程度的分析，逐步与可靠性的设置方式相结合，构建了一种机械性能的设置模型。这种模型的构建目的，是验证零部件的敏感程度和稳定程度，并完善关于机械部件性能的计算方式体系。在不完全概率的条件下，有必要研究关于可靠性的具体设计问题，讨论机械部件的稳定性能随着计算参数而变化的评价模式，并通过对数值的分析，来探索零部件性能的改变规则。实验结论能够证明：零部件设计所依据参数的改变，会影响到部件自身的稳定和可靠性。数据计算的设计模式，取得了良好的效果，为提升机械设施性能打下基础。
【关键词】不完全概率信息；机械零部件；可靠性；灵敏度；设计方式
机械设施的安全性能，取决于机械内部配件的设计方法、生产技术措施和管理手段。在这些影响因素中，设计方法能够决定机械的稳定程度。因此，设计技术在确保机械质量方面，有着不可替代的重要意义，设计方案可以改变零部件的各种特性。对于机械配件进行灵敏程度和可靠性能的设置，是建立在分析可靠程度的基础上的，而设置的重点则是提升设施的灵敏程度。在完善设计方案的过程中，应当评价用于计算的参数变化对于配件性能的干扰，判断配件对于参数的依赖性和敏感性。分析和优化零部件的可靠和灵敏性能，有助于修正设计方式、维护配件的正常工作状态，并及时发现和消除零部件运转问题。
一、设计配件的可靠性
我们可以建立代表随机参数的X向量与代表机械工作状态的g函数之间的关系。这个关系式中，涉及到小参数、能够确定部分的随机性参数，以及不能确定部分的随机性参数，其中无法确定的数值部分，具有一个零均值。通过计算可以发现：计算公式中要求的无法确定数值，会远远小于确定的计算值。对于这两个算式取得平均值、计算方差，并求得四阶矩。经过对于算式的整理，可以分别得出算式中包含的代表机械状态的函数、数值的方差，以及阶矩的具体值：
在上述的表达式中，分别利用字母Var、C3和C4来表示随机参数计算产生的方差值、三阶矩数值和四阶矩数值，并求得这些数值的向量。将用来表示状态的具体函数，与基本的变量相互对应，并求得这一函数的导数。将计算所得的式子代入到上述三个式子中，就可以得出用于表征状态的函数式子，包含了方差、阶矩等。
利用阶矩进行运算的方法，是分析机械稳定性能的常见方法之一，被广泛运用在多种计算模式下。这种方式能够帮助人们判断机械构造的整体性能，如果基本类型的随机参数中有已知的阶矩，还可以得到机械可靠性的检验指标定义；在参数所构成的矩阵能够与正态分布形式相吻合时，可以据此估测出象征可靠性能的变量数值。
将已知的条件、计算配件可靠程度得出的结果、建立在二阶矩基础上的灵敏程度估测数值，代入到表述概率信息的式子中，就能够获得稳定性能与均值和计算方差之间的依赖关系，并推断出零部件是否灵敏。从这样的计算过程中，发现了可靠和灵敏性能互相影响和改变的规则，并得到标准形式的正态分布类型函数。如果已经知道基本类型的随机函数前面的四阶矩，那么可以据此定义象征设施可靠程度的标准公式，公式中包含了状态、偏态和峰态属性的函数。利用四阶矩的计算模式，求出指标数据，然后推导出预测的可靠性数值：
二、具体的设计结果
通过设置零部件性能的计算方式，可以得出具体的性能计算结果。配件本身的可靠程度，对于向量平均值与计算方差是有着敏感性的。我们用字母代表随机形式的向量、平均值与计算方差，并求得具体的灵敏程度数值：
然后，将已知部分的条件、计算可靠程度的数值和建立在二阶矩基础上的灵敏程度式子代入上述两个公式中，就能够求出可靠程度对于平均值和函数方差的依赖性。在这样的前提下，得到相应的变化规则，并据此设计参数数值变化对于机械配件影响的模式。
三、应用案例
任何机械设施，都不能缺少零部件；零部件是设计者为了实现设备的实际功能，而创造出的机械构造方式。因此，在充分研究了理论层面的设计方案之后，还需要将这种计算方法运用于典型的设施配件上，探索不完全概率形式的信息条件下，设计部件性能会遇到的问题。
（一）法兰设计
在制造法兰的设计模型时，通常采用巴赫方式，设计出拟梁构造的计算模型。对于法兰的整体而言，可以首先求出在特定长度的直径上面，存在隐患的截面部位的弯曲应力数值。用字母F、D0、D1和h分别象征法兰能够承受压力的总体数值、螺钉圆形的直径数值、存在隐患的横截面实际直径，以及法兰的实际厚度。具体的表达公式为：
依据干扰应力强度的原理，可以得出在应力达到极限的时候，表征机械运行状态的公式。分别用字母表示构成法兰的原料性能、基本类型的变量数值、随机的向量数值等。在这个计算过程中，随机性质的变量、方程向量、平均值、函数方差以及阶矩的数值，都是已经明确的固定值。
（二）管簧设计
螺旋形状的管簧，是利用圆形的管来取代实心的弹簧，因此，螺旋形状的管簧，应力的最大数值应当存在于管壁的里侧。在计算时，需要明确管簧的中间直径、外部直径、截面的内部半径、轴向形状改变的程度、剪切原材料的模量、管簧实际的转动圈数等。此外，可以依据实际计算情况，适当忽略偏心数值以及节距产生的作用力对于切应力的干扰。
可以借助极限条件下的应力形态数据，来表示管簧的敏感程度。在这个表达式中，需要预先明确的变量包括制作管簧原材料的硬度、基本类型的变量产生的矢量、平均值、函数方差，以及阶矩。管道横截面的内外直径是与随机形式的变量密切相关的，除了这一变量之外，我们认为其他类型的随机性质变量都是彼此独立的，互相并不干扰。但是，在这样的条件下，仍然无法求得某些基本类型的变量实际分布的状态。
四、对于案例的计算
（一）法兰模型的计算
通常情况下，在工程设计的实践中，配件的具体尺寸和制造原料的特征，能够符合正态分布形式的变量关系。例如：设定某法兰的尺寸平均数值和标准状态下的差值分别是1200毫米、1000毫米和50毫米，而制造法兰的原料平均强度数值和标准形式下的差值分别是135和5毫帕左右。法兰能够承受的压力负荷，可以顺应随机分布的变量。因此，可以通过求出阶矩数值，来算出法兰原料的可靠程度，以及对配件灵敏性的依赖程度。
从表征配件敏感程度的矩阵形式可以发现：原材料的硬度、具体尺寸数据和高度数值的增大，将提升法兰整体的可靠程度，并保持法兰性能的稳定。如果增加原材料所能承受的压力数值和平均的尺寸，那么法兰整体构造将会失去稳定性，原料也会变得十分敏感。在这一过程中，改变程度最大的是法兰原料的薄厚，然后是存在隐患横截面的实际直径、螺钉圆形的直径、原材料的硬度数值，而改变程度最小的，是法兰承受的总体压力数值。因此，可以得到这样的计算结论：法兰尺寸的改变对于可靠性能的干扰，要大于制造原料；制造原料的改变对于可靠性能的干扰，要大于承受的压力。
通过设计表征机械敏感程度的矩阵可以得知：如果随机性质的参数计算方差有所增加，那么法兰整体的属性将会失去稳定，变得不再可靠。如果法兰的稳定性能与参数和平均值敏感程度的正负号相同，那么随着协方差的升高，法兰的稳定性能将会遭受进一步的破坏；相反，如果法兰的稳定性能与参数和平均值敏感程度的正负号不一致，那么随着协方差的升高，法兰自身将会变得更加稳定。
（二）管簧模型的计算
假设某一螺旋形状的管簧，横截面的大小、原材料的属性平均值，以及标准状态下的差值，分别可以用字母d1、d、D、G、N来表示，制造管簧的原材料硬度取到管簧自身的工作状态极限值。在这样的条件下，管簧形状的改变程度，与随意分布的变量相互吻合。因此，可以求得四阶矩的数值，并算出可靠程度标准、具体的可靠程度，以及灵敏程度的依赖性。
这种数据的计算结论，能够为工程设计者从事零部件分析提供参照，提升定量工作的精确程度。如果计算得出的数值完全符合定性情况下的分析结论，则代表灵敏程度在配件分析中的全面性得到了提升。
五、研究设计方法的意义
研究机械零部件的稳定和灵敏性能，重点是设计部件的构造、进行计算试验，并验证可靠性方案的适用性。只有机械的可靠性提高了，产品本身具有的性能才会全方位改善，产品的使用期限才会延长。因此，为了生产出性能优良的机械产品，应当首先严格把握设计环节，满足零部件安全运行的需要。在提升设施可靠程度的基础上，进一步改善设施的敏感性能。
例如：在具体分析车辆配件性能的时候，由于外部的环境要素对于配件工作效果的干扰强度有区别，因此，应当侧重研究车辆部件的稳定和可靠性能。实际上，如果某种客观因素能够导致车辆的配件失去稳定性，那么在制作流程中，就需要对这种要素进行十分严格的检验和限制。具体而言，可以利用摄动方式来判断可靠性能，在掌握了基本变量的概率特点之后，就能够获得准确的灵敏程度数据信息，进而为改进车辆配件的构造方式提供根据。
在明晰了不完全概率状态下部件可靠程度的影响要素后，就可以提出计算方案，反映各种外部条件对于配件功能的影响作用力大小。利用数值计算的方式，在一定程度上降低了计算过程对于数值分布的作用力，这样的计算结果，与配件的生产实际更为贴近。然而，从机械部件设计的现状来看，关于可靠性与灵敏性的推断还存在漏洞，这就需要机械设施的设计者改进技术措施，提高数值的精确程度，增强设计模式的实效性。
结语
在探讨机械配件各种性能的基础上，尝试运用计算机械性能的四阶矩方式，能够准确表述各种要素在配件运转效率上的影响程度大小。在实验和研究过程中，如果发现某种要素可以对零部件性能造成较大干扰，则需要在实际生产流程中，判断并严格掌控这种要素，将要素的浮动限制在配件可以承受的范围内，保障生产安全；相反，如果某种要素的改变并不会严重干扰到机械的整体运行，那么在设计配件性能时，就可以将这个要素视为固定的数值，以便简化运算流程和减少运算量。在已知随机参数中的部分数值情况下，可以适当放松限制参数的程度，缩小工程实践与设计模型之间的差异，为修正零部件设置方式、分析机械配件的稳定程度提供有效参照。