本文關鍵詞：基于蒙特卡洛法的公差分析及優(yōu)化設計方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：裝配過程中的變形對設計階段的公差分析有較大的影響，傳統(tǒng)蒙特卡洛法存在需進行大量抽樣模擬、優(yōu)化設計中質量損失難以賦值及收斂速度慢等問題。本文建立了面向裝配的并行公差模型，進行了基于低偏差序列的蒙特卡洛公差分析及成本和模糊質量損失約束下的公差優(yōu)化，最終得到組成環(huán)的公差。主要研究內容如下： 首先，分析了新一代產品幾何技術規(guī)范下零件幾何實體的幾何特征，并以空間運動理論和小位移旋量理論為基礎，建立了基于三維幾何造型的公差域模型，以形位公差和尺寸公差中的直線度和平面尺寸單獨舉例，，并分別進行了描述。將小位移旋量的引入裝配序列內零件間的偏差傳遞模型，引入并行思想來處理裝配所帶來的微小變形對于尺寸鏈中關鍵尺寸公差的偏差傳遞問題。另外，驗證了所建立形位公差與尺寸公差其在數學模型求解過程中的一致性。 其次，研究了蒙特卡洛模擬法的特點及其在公差分析過程中的應用方法。對公差分析中所用到的加工尺寸分布特性進行研究，完成對非標準正態(tài)尺寸分布的轉化，構造了低偏差序列并替換傳統(tǒng)蒙特卡洛法中的隨機數列，利用尺寸分布特性以關斷類閥門閘板截面尺寸鏈為例，進行實例公差分析，以驗證基于低偏差序列的蒙特卡洛法公差分析的有效性和優(yōu)越性。 最后，研究提出了線性尺寸公差和制造成本函數模型以及基于小位移旋量的形位公差成本函數，并通過工序能力指數來描述工序能力。為解決質量函數難以賦值的問題，利用模糊質量損失將其代替，并與工序能力指數共同建立模糊質量損失成本函數，以遺傳算法進行了多目標的優(yōu)化求解進行最后的優(yōu)化設計方案輸出，然后以全量型安全閥閥桿周向與閥瓣頂端截面尺寸鏈設計計算為例進行驗證，驗證了基于制造成本與模糊質量損失函數的公差分析方法的可行性和有效性。
【關鍵詞】：公差建模 公差分析 蒙特卡洛法 低偏差序列 模糊質量損失
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG802;TG95
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題背景及意義11-12
• 1.2 相關問題的國內外研究現狀12-16
• 1.2.1 新一代 GPS 中公差建模技術研究12-13
• 1.2.2 并行公差分析及偏差傳遞研究13-14
• 1.2.3 基于蒙特卡洛法的公差分析研究14-15
• 1.2.4 公差優(yōu)化設計理論研究15-16
• 1.3 主要研究內容16-17
• 第2章 面向裝配的并行公差建模17-33
• 2.1 產品幾何描述17-26
• 2.1.1 零件幾何實體及表面特征描述17-19
• 2.1.2 三維幾何造型的公差建模19-21
• 2.1.3 小位移旋量的形狀公差模型21-24
• 2.1.4 小位移旋量的平面尺寸公差模型24-26
• 2.2 考慮裝配變形的偏差傳遞分析26-29
• 2.2.1 偏差元建立及偏差傳遞關系確定26-27
• 2.2.2 齊次坐標變換的累計偏差計算27-29
• 2.3 公差一致性驗證29-31
• 2.3.1 公差原則29
• 2.3.2 公差一致性驗證及實例29-31
• 2.4 本章小結31-33
• 第3章 低偏差序列的蒙特卡洛公差分析33-48
• 3.1 公差數值分析33-34
• 3.2 公差模擬實驗分析法34-40
• 3.2.1 蒙特卡洛模擬35
• 3.2.2 蒙特卡洛法公差分析35-38
• 3.2.3 尺寸非正態(tài)分布處理38-40
• 3.3 低偏差序列的蒙特卡洛公差分析40-44
• 3.3.1 裝配公差計算分析模型41-42
• 3.3.2 低偏差序列的構造42-43
• 3.3.3 低偏差序列的公差分析流程43-44
• 3.4 公差分析實例驗證44-47
• 3.4.1 問題描述44-45
• 3.4.2 公差分析計算結果45-46
• 3.4.3 裝配成功率估算46-47
• 3.5 本章小結47-48
• 第4章 成本和模糊質量損失約束的公差優(yōu)化48-67
• 4.1 公差成本模型48-52
• 4.1.1 公差與制造成本關系48-49
• 4.1.2 制造成本模型49-52
• 4.1.3 小位移旋量參數成本模型52
• 4.2 工序能力指數52-55
• 4.2.1 工序尺寸的分布特性52-53
• 4.2.2 工序能力指數53-54
• 4.2.3 工序能力評價標準及改進措施54
• 4.2.4 綜合工序能力指數54-55
• 4.3 模糊質量損失成本模型55-60
• 4.3.1 田口質量損失模型55-56
• 4.3.2 模糊質量損失及模糊質量損失率56-58
• 4.3.3 模糊質量損失成本58-60
• 4.4 成本和質量損失約束的公差優(yōu)化模型60-64
• 4.4.1 優(yōu)化目標函數60-61
• 4.4.2 約束條件61-62
• 4.4.3 遺傳算法的公差優(yōu)化求解62-64
• 4.5 實例驗證及分析64-66
• 4.5.1 問題描述及算法設定64-65
• 4.5.2 優(yōu)化結果65-66
• 4.6 本章小結66-67
• 結論67-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文72-73
• 致謝73

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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  本文關鍵詞：基于蒙特卡洛法的公差分析及優(yōu)化設計方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：409738