基于偏差传递的二维多工位装配夹具系统公差可行稳健设计

提出一种基于偏差传递的二维多工位装配夹具系统公差可行稳健设计方法。分析二维多工位装配尺寸偏差传递关系,建立由定位销和零件定位孔(槽)公差引起夹具定位偏差的偏差流状态空间模型。采用数论网格方法对定位销和零件定位孔(槽)公差进行采样,将得到的公差样本代入夹具定位偏差模型,求得夹具定位偏差样本空间,将夹具定位偏差作为状态空间模型的输入偏差,提出基于状态空间模型的二维多工位装配成功率计算方法。继而应用Taguchi正交试验直观分析方法,分析得到影响装配成功率的主要因素即夹具系统定位销副关键公差,运用回归正交组合设计拟合得到二维多工位装配成功率与夹具系统定位销副关键公差的响应面模型。以定位销、零件定位孔(槽)制造成本所构成的装配成本最小化为目标,二维多工位装配成功率为约束,建立二维多工位装配夹具系统定位销和零件定位孔(槽)公差可行稳健设计模型。以汽车车身地板二维三工位装配为例,建立其公差可行稳健设计模型并对该模型进行计算与分析,结果表明在装配成本增幅较小的情况下,采用稳健约束后可显著提高公差设计的可行稳健性。该方法为二维多工位装配夹具系统公差稳健设计提供了一种新途径。     

基于宽容分层序列法的飞机装配公差稳健设计技术

飞机制造中由于工序能力指数和公差等设计变量存在变差,可能导致无法满足飞机装配质量要求以及制造成本波动较大的问题。运用稳健设计方法建立了飞机装配公差的可行稳健性和敏感稳健性两类设计模型。可行稳健设计考虑了公差等设计变量对装配可行性的影响,使其变差不影响装配功能的实现;敏感稳健性设计则考虑了公差等设计变量对制造成本和装配质量的影响,在目标成本较小的前提下使得目标成本和装配质量受设计变量变差的影响最小。提出了针对飞机装配公差可行敏感稳健设计的多目标优化问题的宽容分层序列求解算法。将公差设计中制造成本、装配质量波动、制造成本波动多个设计目标按照重要性依次排序。首先求解成本最小情况下的公差一般优化解,然后在成本最小值的宽容约束下,求得具有装配质量波动最小值的公差,最后在上述两个优化目标的宽容约束下,求得成本波动最小的最优公差。应用实例和分析结果表明了方法的有效性。       

面向制造环境的稳健公差设计方法

提出一种基于制造环境的稳健公差设计方法，使得在公差设计中能考虑实际加工环境即各种加工方法的工序能力，从而保证在获得最优稳健公差的同时选择合适的加工方法，以保证设计公差的可制造性和稳健性，提高产品的设计质量。     

公差稳健优化设计的研究

为了解决产品加工成本与质量稳健的协调性问题,提出了一种新的公差稳健优化设计数学模型.依据公差稳健设计的思想,考虑产品质量的模糊性,以封闭环误差分布概率密度函数的方差和优质品概率之比为设计目标,建立了公差优化设计产品质量稳健性损失成本目标函数,并研究了优质品率和封闭环误差分布方差的确定方法.以加工成本和产品质量稳健性损失成本为目标,以模糊装配可靠度、可取公差极限范围为约束条件,建立了公差多目标优化数学模型.举例说明了文中所述的公差稳健优化设计方法的应用,采用遗传算法实现了公差的多目标优化设计.实例表明,该方法能够协调零件的加工成本和产品质量的稳健性损失成本,使优化指标的综合性能最佳.     

汽车零部件稳健优化设计的实现策略

从工程设计的观点，应用稳健优化设计的方法来考虑可控制参数和不可控制参数的变异对产品质量的影响，以提高设计解的可行稳健性和质量函数的不灵敏性。重点讨论随机问题的稳健优化设计模型和基于灵敏度分析的稳健优化设计模型，并运用基于灵敏度分析的稳健优化设计方法对汽车离合器膜片弹簧进行设计计算。     

基于多目标非耦合优化策略的可靠性稳健优化设计

以实现多目标问题的可靠性稳健优化设计为目标,通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,建立了基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;基于独立公理,使用正交试验和方差分析技术确定设计变量对各个设计目标的影响程度,将设计参数按无耦合或准耦合设计形式分组,把多目标优化问题单目标化,避免多个设计目标之间的反复权衡;结合增广乘子法,应用MATLAB的优化和符号工具箱来实现钳形盘式制动器的可靠性稳健优化设计。算例表明,提出的稳健设计方法具有较高的精度和可靠度。     

基于DEX的综合确定尺寸公差的方法

公差是机械设计和制造过程中最重要的参数之一，其对加工成本和产品质量有很大影响。采用DFX法对制造过程中的装配精度进行分析和综合，对设计公差和加工公差进行了系统分析，以最低加工成本为目标，根据成本—公差间的函数关系，建立了非线性的公差优化模型，并采用遗传算法使这一问题得到了很好地解决。实例证明该方法是可行的。     

IFSS在手机产品公差设计中的应用研究

从手机产品公差设计和IFSS各自的特点出发,阐述了作者对IFSS如何应用于手机产品公差设计的探讨,并针对手机产品中公差设计存在的问题给出了基于IFSS过程的稳健设计方法。重点阐述了IFSS的DMAIC过程在手机公差设计的具体实施步骤。     

基于DFX的综合确定尺寸公差的方法

公差是机械设计和制造过程中最重要的参数之一,其对加工成本和产品质量有很大影响.采用DFX法对制造过程中的装配精度进行分析和综合,对设计公差和加工公差进行了系统分析,以最低加工成本为目标,根据成本-公差间的函数关系,建立了非线性的公差优化模型,并采用遗传算法使这一问题得到了很好地解决.实例证明该方法是可行的.     

一种设计和工序公差计算机辅助并行设计方法的研究

提出一种计算机辅助设计公差和工序公差并行设计的数学模型，以成本公差函数作为目标函数，以装配功能要求、加工方法、加工余量、工序制造公差范围作为约束条件，并用蒙特卡洛法模拟尺寸装配、模拟退火算法用于优化求解，实现了设计公差和工序公差并行设计，缩短了设计周期。     

稳健优化设计进程策略的研究及实践

分析了田口方法和容差模型法的各自特点，提出了一种综合运用两种方法使其互补的稳健优化设计进程策略。在一个机械锁紧装置的稳健优化设计实践中运用这一进程策略，取得了高精度和高效率的结果。     

基于容差模型和正交试验的四连杆变幅机构稳健优化设计

针对设计函数为隐函数或高度非线性函数的工程设计优化问题，提出了一种较为实用的、综合运用容差模型和正交试验法的稳健优化方法，并将该方法应用到四连杆变幅机构的优化设计中，结果表明，稳健优化后的变幅机构性能得到了改善，设计质量得到了提高。     

结构与公差同步设计的产品概念设计优化

为保证概念结构设计的可行性与经济性,提出了将公差设计研究提前到概念设计阶段的思想,并研究了其中的关键技术。首先基于一种结构不断生长的独特设计思路,建立了结构与公差同步设计的过程模型和相应的公差表示模型;然后研究了在设计过程中自动生成局部尺寸链和全局尺寸链的方法,给出了公差同步设计,并根据设计结果提出了概念设计优化的整体框架,实现了基于公差的概念设计优化;最后以活塞夹具设计为例,验证了本方法的有效性。     

基于设计稳健性的补偿滑轮组变幅机构的优化设计

结合容差模型和正交实验法的各自特点，提出了一种较为实用的稳健优化方法，该方法可以处理设计函数为隐函数或高度非线性函数。设计变量的容差可容许大些。在滑轮组补偿变幅机构稳健优化设计中加以运用，结果表明该方法是有效的和可行的。     

Gear hot forging process robust design based on finite element method

During the hot forging process, the shaping property and forging quality will fluctuate because of die wear, manufacturing tolerance, dimensional variation caused by temperature and the different friction conditions, etc. In order to control this variation in performance and to optimize the process parameters, a robust design method is proposed in this paper, based on the finite element method for the hot forging process. During the robust design process, the Taguchi method is the basic robust theory. The finite element analysis is incorporated in order to simulate the hot forging process. In addition, in order to calculate the objective function value, an orthogonal design method is selected to arrange experiments and collect sample points. The ANOVA method is employed to analyze the relationships of the design parameters and design objectives and to find the best parameters. Finally, a case study for the gear hot forging process is conducted. With the objective to reduce the forging force and its variation, the robust design mathematical model is established. The optimal design parameters obtained from this study indicate that the forging force has been reduced and its variation has been controlled.     

Non-probabilistic Robust Optimal Design Method

For the purpose of dealing with uncertainty factors in engineering optimization problems, this paper presents a new non-probabilistic robust optimal design method based on maximum variation estimation. The method analyzes the effect of uncertain factors to objective and constraints functions, and then the maximal variations to a solution are calculated. In order to guarantee robust feasibility the maximal variations of constraints are added to original constraints as penalty term; the maximal variation of objective function is taken as a robust index to a solution; linear physical programming is used to adjust the values of quality characteristic and quality variation, and then a bi-level mathematical robust optimal model is coustructed. The method does not require presumed probability distribution of uncertain factors or continuous and differentiable of objective and constraints functions. To demonstrate the proposed method, the design of the two-bar structure acted by concentrated load is presented. In the example the robustness of the normal stress, feasibility of the total volume and the buckling stress are studied. The robust optimal design results show that in the condition of maintaining feasibility robustness, the proposed approach can obtain a robust solution which the designer is satisfied with the value of objective function and its variation.     

动车组传动齿轮模糊稳健修形设计

考虑到齿轮的修形参数和性能参数受制造和使用过程中各影响因素的扰动影响,提出了一种基于改进容差模型和模糊理论的动车组传动齿轮稳健修形设计方法.确定了齿轮稳健修形设计中的可控因素与不可控因素,结合正交试验设计与Romax运动仿真获取试验样本点;利用多项式函数拟合传动误差峰峰值的响应面近似模型.在此基础上,引入模糊理论,基于...     

稳健优化设计在齿轮减速器中的应用

将最优化设计方法和稳健设计思想有机的结合,提出运用随机模拟实验法计算产品质量准则统计特性。通过理论分析确定可控因素和噪声因素的容差,以体积最小和噪声最低作为稳健优化设计目标进行数学建模。实例验证了利用稳健优化设计得出的齿轮传动系统抗干扰能力强、质量稳定性好、可靠性高。