Ingenjörsdesign är en utforskande kreativ process, en process av analys, syntes, beslutsfattande, utvärdering och optimering enligt vissa mål. I denna process definieras en serie designparametrar och designvariabler såsom last, förskjutning, spänning, hållfasthet, styvhet och livslängd för att beskriva många tekniska saker och ge ett stort antal numeriska beräkningar för teknisk design; dessutom, mekaniska principer Planens utformning, utformningen av den mekaniska strukturen och strukturella modellering, valet av material, parametrar och koefficienter, och fastställandet av processprocedurer kräver alla ingenjörer och teknisk personal att dra slutsatser, resonemang och beslut baserade på erfarenhet och intelligens. Vid analys och design av ett mekaniskt system är det nödvändigt att upprätta en matematisk modell för det komplexa mekaniska systemet som kan användas för analys och design. Vid denna tidpunkt måste det komplexa mekaniska systemet förenklas eller idealiseras, så att den förenklade matematiska modellen och Jämfört med faktiska mekaniska system, finns det ofta fel eller osäkerheter. Om vissa fel och osäkerheter ignoreras under modelleringen av ett mekaniskt system och inte ingår i förväntade data, är det omöjligt för konstruktören att lita på analysen baserad på denna modell. och konstruktioner kan appliceras på faktiska mekaniska system.
De osäkerheter som man möter i ingenjörspraktik inkluderar främst osäkerhet, oförändradhet, opålitlighet, oförutsägbarhet, vag betydelse, variabilitet, ofullständighet, okänd men ändå begränsning och oregelbundenhet, etc. Till exempel kallar vi skillnaden mellan det verkliga värdet och det ungefärliga värdet av en fysisk storhet ett fel. I faktiska mätningar och beräkningar är det sällan eller omöjligt att veta det verkliga värdet av en fysisk storhet. Vanligtvis är endast det ungefärliga värdet av den fysiska storheten och felgränsen kända. Därför är felet en sorts osäkerhet. Vid mekanisk konstruktion används i allmänhet bestämda strukturella parametrar och bestämda matematiska modeller för analys och beräkning. I ingenjörspraktik finns det vanligtvis fel och osäkerheter relaterade till laster, materialprestandaparametrar, geometriska dimensioner, beräkningsmodeller, initiala villkor, randvillkor och fogar av strukturella komponenter. Även om de kan vara små i de flesta fall kan kombinationen av dessa fel och osäkerheter orsaka stora avvikelser eller oförutsägbarhet i strukturens svar.
Det finns olika fel och osäkerheter i maskiner. Vissa parametrar har tillverkningsfel, installationsfel eller osäkerheter; vissa parametrar har beräkningsfel och mätfel; vissa mekaniska system har olika egenskaper när de är i olika arbetsförhållanden. Parametervärden; vissa parametrar har ett visst parametervariationsintervall; vissa parametrar kan för närvarande inte mätas eller ges exakt.
Nästan alla designvariabler har en viss grad av osäkerhet, och inom ingenjörsanalys och design kan de delas in i tre kategorier enligt deras källor:
(1) Fysisk osäkerhet Inom teknisk design finns det många fysiska storheter, såsom last, materialegenskaper, geometriska dimensioner, etc. som är spridda. Denna typ av osäkerhet som är direkt relaterad till fysiska storheter brukar kallas osäkerhet av fysiska storheter.
(2) Statistisk osäkerhet Analysen av variablernas fördelningsegenskaper och bestämning av fördelningsfunktioner är oskiljaktiga från statistik och bedömningar. Men all statistik och bedömning baseras på urval av variabler, och kapaciteten för ett urval kan inte vara oändlig. Fördelningsmönstret för varje variabel bestäms genom statistik och slutledning. Därför innehåller den statistiska metoden för valfri parameter osäkerhet. Denna osäkerhet orsakad av statistik kallas statistisk osäkerhet.
(3) Modellens osäkerhet Vid teknisk konstruktion och analys måste en modell för förhållandet mellan ingående kvantiteter och utgående kvantiteter upprättas. Modellerna är vanligtvis etablerade utifrån mekaniska principer eller erfarenhet. Olika modeller kan etableras för samma praktiska problem, och modellerna kan vara Säkerhet kan också vara osäkerhet. Men i mekanisk design är mekaniska delar eller system mycket komplexa, och vanliga matematiska modeller kan inte helt återspegla de faktiska strukturella förhållandena. Olika antaganden som gjorts på modellen och förenklingar av komplexa randvillkor kommer att göra att modellen innehåller osäkerheter. Osäkerheten i modellen kommer att ha stor inverkan på resultaten av mekanisk designanalys och bör uppmärksammas tillräckligt mycket.
