首页> 中文学位 >基于时序变动偏差的公差分析及优化
【6h】

基于时序变动偏差的公差分析及优化

代理获取

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1.2.1 公差分析技术

1.2.2 公差优化技术

1.2.3 国内外研究现状总结

1.3 本文研究内容及论文框架

第2章 基于热力耦合变形偏差的公差分析法

2.1 热力耦合工况下公差建模方法

2.1.1 缸体活塞装配体

2.1.2 热力耦合变形求解

2.1.3 建立公差分析数学模型

2.2 公差分析

2.2.1 蒙特卡罗仿真

2.2.2 活塞气缸装配间隙的分析

2.3 总结

第3章 连接间隙对机构运动精度的影响分析

3.1 连接间隙引起的配合位置偏差的数学表达

3.1.1 配合位置偏差

3.1.2 间隙接触碰撞力模型

3.2 连接副间隙对曲柄滑块机构运动精度的影响分析

3.3 本章总结

第4章 基于时序变动偏差的曲柄滑块机构的公差分析及优化

4.1 具有时序变动偏差的机械装置

4.2 基于时序变动偏差的公差分析

4.2.1 公差分析数学模型

4.2.2 时序变动偏差求解

4.2.3 公差分析结果

4.3 多目标公差优化

4.3.1 公差优化数学模型

4.3.2 公差优化的结果

4.4 总结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的科研成果

致谢

展开▼

摘要

在复杂机械装置的整个生命周期中,公差的设计与控制可直接影响其成本、性能和质量。随着科技的发展和消费者对产品要求的提高,企业亟需在产品设计、制造、装配和工作的各个阶段减少成本和缩短研发周期以提高自身竞争力。公差分析的目的是研究尺寸和几何公差对产品装配功能要求的影响,它是公差优化的基础,公差优化是为了得到更合理的公差设计方案。公差分析及优化是提高生产产品的质量、降低成本的重要手段。因此,在产品设计初始阶段分析设计公差的合理性并进行优化具有重要的工程意义。
  在现代机械装备中,一些零件处于高温和载荷共同作用的工作环境,在运行中不可避免地产生变形偏差,且连接副间隙的存在会导致零件间配合位置产生偏差。运转工况下,温度和载荷共同作用下零件的热力耦合变形偏差以及连接副间隙导致的零件间配合位置偏差,随着机械运转时间而变化,即时序变动偏差,会导致机械装置装配体累积偏差发生变化,直接影响产品的工作性能。随着对机械装备性能要求的提高,考虑以上偏差的公差分析及优化越来越值得进行研究。然而,现有的公差分析及优化方法较少考虑运转工况下偏差的时序变动。本文在现有公差分析及优化研究方法的基础上,引入时序变动偏差的概念,提出基于时序变动偏差的公差分析及优化方法。研究内容如下:
  (1)建立考虑热力耦合变形偏差的公差分析法。首先,根据热力耦合原理,利用有限元软件计算温度和载荷共同作用下零件的热力耦合变形偏差。然后,基于向量环原理,将变形偏差集成到装配体向量环模型中,建立考虑热力耦合变形偏差的公差分析数学模型。最后,采用蒙特卡罗法求解公差分析数学模型,分析热力耦合变形偏差对装配体关键尺寸的影响。为后续基于时序变动偏差的曲柄滑块机构的公差分析及优化中,考虑曲柄的时序变动的热力耦合变形偏差的研究奠定了理论基础。
  (2)分析连接间隙对机构运动精度的影响。首先,对连接间隙引起的配合位置偏差进行数学描述并判断连接间隙间的有效碰撞。然后,利用多体动力学原理建立考虑连接间隙的曲柄滑块机构的动力学模型,仿真分析连接间隙对产品性能的影响,为后续时序变动的配合位置偏差的求解奠定了基础。
  (3)基于时序变动偏差的曲柄滑块机构的公差分析及优化。在上述研究内容的基础上,首先以曲柄滑块为例,将时序变动偏差,即曲轴的变形偏差、曲轴与连杆间的连接副间隙引起的配合位置偏差,集成到公差分析数学模型中。然后,利用蒙特卡罗法求解发现,时序变动偏差会导致关键尺寸分布的偏移,且不同时刻偏移量不同。这表明静态下的公差分析不能准确预测产品实际工作性能,同时也验证了本课题研究的重要意义。最后,为了在零件制造精度提高的同时,减少零件精度的变化对成本的影响,引入了公差敏感度这一评判指标。建立同时使总成本、成本-公差敏感度最小的多目标优化函数,且将时序变动偏差考虑进公差优化装配功能要求的约束方程中,建立考虑时序变动偏差的公差优化数学模型,将优化结果与原始数据对比,验证了本文提出的方法的精确有效性。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号