Mühendislik tasarımı, keşfedici yaratıcı bir süreçtir; belirli hedeflere göre analiz, sentez, karar verme, değerlendirme ve optimizasyon sürecidir. Bu süreçte, birçok mühendislik olayını tanımlamak ve mühendislik tasarımı için çok sayıda sayısal hesaplama sağlamak üzere yük, yer değiştirme, gerilme, mukavemet, sertlik ve ömür gibi bir dizi tasarım parametresi ve tasarım değişkeni tanımlanır; ek olarak mekanik prensipler Planın tasarımı, mekanik yapının formülasyonu ve yapısal modelleme, malzemelerin, parametrelerin ve katsayıların seçimi ve proses prosedürlerinin belirlenmesi, mühendislik ve teknik personelin temele dayalı çıkarımlar, akıl yürütmeler ve kararlar almasını gerektirir. tecrübe ve zekaya bağlı. Bir mekanik sistemi analiz ederken ve tasarlarken, karmaşık mekanik sistemin analiz ve tasarım için kullanılabilecek bir matematiksel modelinin oluşturulması gerekmektedir. Şu anda karmaşık mekanik sistemin basitleştirilmesi veya idealleştirilmesi gerekir, böylece basitleştirilmiş matematiksel model ve gerçek mekanik sistemlerle karşılaştırıldığında sıklıkla hatalar veya belirsizlikler olur. Mekanik bir sistemin modellenmesi sırasında bazı hatalar ve belirsizlikler göz ardı edilirse ve beklenen veriler arasında yer almıyorsa tasarımcının bu modele dayalı analize güvenmesi mümkün değildir. ve tasarımlar gerçek mekanik sistemlere uygulanabilir.
Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan belirsizlikler temel olarak belirsizlik, sabitsizlik, güvenilmezlik, öngörülemezlik, belirsiz anlam, değişkenlik, eksiklik, bilinmeyen ancak sınırlılık ve düzensizlik vb. içerir. Örneğin, bir fiziksel büyüklüğün gerçek değeri ile yaklaşık değeri arasındaki farka diyoruz. bir hata. Gerçek ölçümlerde ve hesaplamalarda, fiziksel bir miktarın gerçek değerini bilmek nadiren veya imkansızdır. Genellikle fiziksel miktarın yalnızca yaklaşık değeri ve hata sınırı bilinir. Bu nedenle hata bir tür belirsizliktir. Mekanik tasarımda, analiz ve hesaplama amacıyla genellikle belirlenen yapısal parametreler ve belirlenen matematiksel modeller kullanılır. Mühendislik uygulamalarında genellikle yükler, malzeme performans parametreleri, geometrik boyutlar, hesaplama modelleri, başlangıç koşulları, sınır koşulları ve yapısal bileşenlerin birleşim noktaları ile ilgili hatalar ve belirsizlikler vardır. Çoğu durumda küçük olabilmelerine rağmen, bu hataların ve belirsizliklerin birleşimi, yapının tepkisinde büyük sapmalara veya öngörülemezliğe neden olabilir.
Makinelerde çeşitli hatalar ve belirsizlikler vardır. Bazı parametrelerde üretim hataları, kurulum hataları veya belirsizlikler bulunur; bazı parametrelerde hesaplama hataları ve ölçüm hataları vardır; Bazı mekanik sistemler farklı çalışma koşullarında farklı özelliklere sahiptir. Parametre değerleri; bazı parametrelerin belirli bir parametre değişim aralığı vardır; bazı parametreler şu anda doğru bir şekilde ölçülememekte veya verilememektedir.
Neredeyse tüm tasarım değişkenleri belirli bir derecede belirsizlik taşır ve mühendislik analizi ve tasarımında kaynaklarına göre üç kategoriye ayrılabilirler:
(1) Fiziksel belirsizlik Mühendislik tasarımında yük, malzeme özellikleri, geometrik boyutlar vb. gibi dağılmış birçok fiziksel nicelik vardır. Doğrudan fiziksel niceliklerle ilgili olan bu tür belirsizliğe genellikle fiziksel niceliklerin belirsizliği denir.
(2) İstatistiksel belirsizlik Değişkenlerin dağılım özelliklerinin analizi ve dağılım fonksiyonlarının belirlenmesi, istatistik ve yargıdan ayrılamaz. Ancak her türlü istatistik ve yargı değişken örneklerine dayalıdır ve herhangi bir örneğin kapasitesi sonsuz olamaz. Herhangi bir değişkenin dağılım şekli istatistik ve çıkarım yoluyla belirlenir. Bu nedenle herhangi bir parametrenin istatistiksel yöntemi belirsizlik içerir. İstatistiğin neden olduğu bu belirsizliğe istatistiksel belirsizlik denir.
(3) Modelin belirsizliği Mühendislik tasarımı ve analizinde, girdi miktarları ile çıktı miktarları arasındaki ilişkinin bir modeli oluşturulmalıdır. Modeller genellikle mekanik prensiplere veya deneyime dayanılarak oluşturulur. Aynı pratik problem için farklı modeller kurulabilir ve modeller kesinlik veya belirsizlik olabilir. Ancak mekanik tasarımda mekanik parçalar veya sistemler çok karmaşıktır ve sıradan matematiksel modeller gerçek yapısal koşulları tam olarak yansıtamaz. Model üzerinde yapılan çeşitli varsayımlar ve karmaşık sınır koşullarının basitleştirilmesi, modelin belirsizlikler içermesine neden olacaktır. Modelin belirsizliği, mekanik tasarım analizi sonuçları üzerinde büyük bir etkiye sahip olacaktır ve buna yeterince dikkat edilmelidir.
