La conception technique est un processus de création exploratoire, un processus d'analyse, de synthèse, de prise de décision, d'évaluation et d'optimisation en fonction de certains objectifs. Dans ce processus, une série de paramètres de conception et de variables de conception telles que la charge, le déplacement, la contrainte, la résistance, la rigidité et la durée de vie sont définis pour décrire de nombreux éléments d'ingénierie et fournir un grand nombre de calculs numériques pour la conception technique ; en outre, les principes mécaniques La conception du plan, la formulation de la structure mécanique et de la modélisation structurelle, la sélection des matériaux, des paramètres et des coefficients, ainsi que la détermination des procédures de processus nécessitent tous que le personnel d'ingénierie et technique fasse des déductions, raisonne et prenne des décisions basées sur sur l'expérience et l'intelligence. Lors de l’analyse et de la conception d’un système mécanique, il est nécessaire d’établir un modèle mathématique pour le système mécanique complexe pouvant être utilisé pour l’analyse et la conception. À l'heure actuelle, le système mécanique complexe doit être simplifié ou idéalisé, de sorte que le modèle mathématique simplifié et comparé aux systèmes mécaniques réels, il existe souvent des erreurs ou des incertitudes. Si certaines erreurs et incertitudes sont ignorées lors de la modélisation d'un système mécanique et ne sont pas incluses dans les données attendues, il est impossible pour le concepteur de faire confiance à l'analyse basée sur ce modèle. et les conceptions peuvent être appliquées à des systèmes mécaniques réels.
Les incertitudes rencontrées dans la pratique de l'ingénierie comprennent principalement l'incertitude, le manque de fixité, le manque de fiabilité, l'imprévisibilité, le sens vague, la variabilité, l'incomplétude, l'inconnu mais le caractère limité et l'irrégularité, etc. Par exemple, nous appelons la différence entre la valeur vraie et la valeur approximative d'une quantité physique une erreur. Dans les mesures et calculs réels, il est rarement, voire impossible, de connaître la vraie valeur d’une grandeur physique. Habituellement, seules la valeur approximative de la grandeur physique et la limite d’erreur sont connues. L’erreur est donc une sorte d’incertitude. Dans la conception mécanique, des paramètres structurels déterminés et des modèles mathématiques déterminés sont généralement utilisés pour l'analyse et le calcul. Dans la pratique de l'ingénierie, il existe généralement des erreurs et des incertitudes liées aux charges, aux paramètres de performance des matériaux, aux dimensions géométriques, aux modèles de calcul, aux conditions initiales, aux conditions aux limites et aux joints des composants structurels. Même si elles peuvent être faibles dans la plupart des cas, la combinaison de ces erreurs et incertitudes peut provoquer des écarts importants ou une imprévisibilité dans la réponse de la structure.
Il existe diverses erreurs et incertitudes dans les machines. Certains paramètres comportent des erreurs de fabrication, des erreurs d’installation ou des incertitudes ; certains paramètres comportent des erreurs de calcul et des erreurs de mesure ; certains systèmes mécaniques ont des caractéristiques différentes lorsqu'ils se trouvent dans des conditions de travail différentes. Valeurs des paramètres ; certains paramètres ont une certaine plage de variation de paramètre ; certains paramètres ne peuvent pas être mesurés ou donnés avec précision à l’heure actuelle.
Presque toutes les variables de conception comportent un certain degré d'incertitude, et dans l'analyse et la conception techniques, elles peuvent être divisées en trois catégories selon leurs sources :
(1) Incertitude physique Dans la conception technique, de nombreuses grandeurs physiques, telles que la charge, les propriétés des matériaux, les dimensions géométriques, etc., sont dispersées. Ce type d'incertitude directement lié aux grandeurs physiques est généralement appelé incertitude des grandeurs physiques.
(2) Incertitude statistique L'analyse des caractéristiques de distribution des variables et la détermination des fonctions de distribution sont indissociables des statistiques et du jugement. Cependant, toutes les statistiques et tous les jugements sont basés sur des échantillons de variables, et la capacité de tout échantillon ne peut être infinie. Le modèle de distribution de toute variable est déterminé par des statistiques et des inférences. Par conséquent, la méthode statistique de tout paramètre contient de l’incertitude. Cette incertitude provoquée par les statistiques est appelée incertitude statistique.
(3) Incertitude du modèle Lors de la conception et de l'analyse techniques, un modèle de la relation entre les quantités d'entrée et les quantités de sortie doit être établi. Les modèles sont généralement établis sur la base de principes mécaniques ou de l'expérience. Différents modèles peuvent être établis pour le même problème pratique, et les modèles peuvent être une certitude ou une incertitude. Cependant, dans la conception mécanique, les pièces ou systèmes mécaniques sont très complexes et les modèles mathématiques ordinaires ne peuvent pas refléter pleinement les conditions structurelles réelles. Diverses hypothèses faites sur le modèle et la simplification de conditions aux limites complexes entraîneront des incertitudes dans le modèle. L'incertitude du modèle aura un impact important sur les résultats de l'analyse de conception mécanique et doit faire l'objet d'une attention suffisante.
