Technisch ontwerp is een verkennend creatief proces, een proces van analyse, synthese, besluitvorming, evaluatie en optimalisatie volgens bepaalde doelen. In dit proces wordt een reeks ontwerpparameters en ontwerpvariabelen zoals belasting, verplaatsing, spanning, sterkte, stijfheid en levensduur gedefinieerd om veel technische zaken te beschrijven en een groot aantal numerieke berekeningen voor technisch ontwerp te verschaffen; Bovendien vereisen mechanische principes: het ontwerp van het plan, de formulering van de mechanische structuur en structurele modellering, de selectie van materialen, parameters en coëfficiënten, en de bepaling van procesprocedures allemaal dat technisch en technisch personeel gevolgtrekkingen, redeneringen en beslissingen moet maken op basis op ervaring en intelligentie. Bij het analyseren en ontwerpen van een mechanisch systeem is het noodzakelijk om een wiskundig model voor het complexe mechanische systeem op te stellen dat kan worden gebruikt voor analyse en ontwerp. Op dit moment moet het complexe mechanische systeem worden vereenvoudigd of geïdealiseerd, zodat het vereenvoudigde wiskundige model en vergeleken met daadwerkelijke mechanische systemen er vaak fouten of onzekerheden zijn. Als bepaalde fouten en onzekerheden worden genegeerd tijdens het modelleren van een mechanisch systeem en niet worden meegenomen in de verwachte gegevens, is het voor de ontwerper onmogelijk om de analyse op basis van dit model te vertrouwen. en ontwerpen kunnen worden toegepast op daadwerkelijke mechanische systemen.
De onzekerheden die men tegenkomt in de technische praktijk omvatten voornamelijk onzekerheid, onbepaaldheid, onbetrouwbaarheid, onvoorspelbaarheid, vage betekenis, variabiliteit, onvolledigheid, onbekende maar toch begrensdheid en onregelmatigheid, enz. We noemen het verschil tussen de werkelijke waarde en de geschatte waarde van een fysieke grootheid bijvoorbeeld een fout. Bij feitelijke metingen en berekeningen is het zelden of onmogelijk om de werkelijke waarde van een fysieke grootheid te kennen. Meestal zijn alleen de geschatte waarde van de fysieke grootheid en de foutlimiet bekend. Daarom is de fout een soort onzekerheid. Bij mechanisch ontwerp worden doorgaans bepaalde structurele parameters en bepaalde wiskundige modellen gebruikt voor analyse en berekening. In de technische praktijk zijn er meestal fouten en onzekerheden met betrekking tot belastingen, materiaalprestatieparameters, geometrische afmetingen, rekenmodellen, beginvoorwaarden, randvoorwaarden en verbindingen van structurele componenten. Hoewel ze in de meeste gevallen klein kunnen zijn, kan de combinatie van deze fouten en onzekerheden grote afwijkingen of onvoorspelbaarheid in de respons van de structuur veroorzaken.
Er zijn verschillende fouten en onzekerheden in machines. Sommige parameters hebben fabricagefouten, installatiefouten of onzekerheden; sommige parameters bevatten rekenfouten en meetfouten; sommige mechanische systemen hebben verschillende kenmerken als ze zich in verschillende werkomstandigheden bevinden. Parameterwaarden; sommige parameters hebben een bepaald parametervariatiebereik; sommige parameters kunnen momenteel niet nauwkeurig worden gemeten of gegeven.
Bijna alle ontwerpvariabelen brengen een zekere mate van onzekerheid met zich mee, en bij technische analyse en ontwerp kunnen ze op basis van hun bronnen in drie categorieën worden verdeeld:
(1) Fysieke onzekerheid Bij technisch ontwerp zijn er veel fysieke grootheden, zoals belasting, materiaaleigenschappen, geometrische afmetingen, enz., die verspreid zijn. Dit soort onzekerheid dat rechtstreeks verband houdt met fysieke grootheden, wordt gewoonlijk onzekerheid van fysieke grootheden genoemd.
(2) Statistische onzekerheid De analyse van de verdelingskenmerken van variabelen en de bepaling van verdelingsfuncties zijn onlosmakelijk verbonden met statistieken en oordeelsvorming. Alle statistieken en oordelen zijn echter gebaseerd op steekproeven van variabelen, en de capaciteit van welke steekproef dan ook kan niet oneindig zijn. Het distributiepatroon van elke variabele wordt bepaald door middel van statistieken en gevolgtrekkingen. Daarom bevat de statistische methode van elke parameter onzekerheid. Deze onzekerheid veroorzaakt door statistieken wordt statistische onzekerheid genoemd.
(3) Onzekerheid van het model Bij technisch ontwerp en analyse moet een model van de relatie tussen inputgrootheden en outputgrootheden worden opgesteld. De modellen worden meestal opgesteld op basis van mechanische principes of ervaring. Voor hetzelfde praktische probleem kunnen verschillende modellen worden opgesteld, en de modellen kunnen ook onzekerheid zijn. Bij mechanisch ontwerp zijn mechanische onderdelen of systemen echter zeer complex, en gewone wiskundige modellen kunnen de feitelijke structurele omstandigheden niet volledig weerspiegelen. Verschillende aannames over het model en vereenvoudiging van complexe randvoorwaarden zullen ervoor zorgen dat het model onzekerheden bevat. De onzekerheid van het model zal een grote impact hebben op de resultaten van mechanische ontwerpanalyse en er moet voldoende aandacht aan worden besteed.
