基于蒙特卡洛法的公差分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、裝配過(guò)程中的變形對(duì)設(shè)計(jì)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(jìn)行大量抽樣模擬、優(yōu)化設(shè)計(jì)中質(zhì)量損失難以賦值及收斂速度慢等問(wèn)題。本文建立了面向裝配的并行公差模型，進(jìn)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(zhì)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?jī)?nèi)容如下：
　　首先，分析了新一代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范下零件幾何實(shí)體的幾何特征，并以空間運(yùn)動(dòng)理論和小位移旋量理論為基礎(chǔ)，建立了基于三維幾何造型的公差域模型，以形位公

2、差和尺寸公差中的直線度和平面尺寸單獨(dú)舉例，并分別進(jìn)行了描述。將小位移旋量的引入裝配序列內(nèi)零件間的偏差傳遞模型，引入并行思想來(lái)處理裝配所帶來(lái)的微小變形對(duì)于尺寸鏈中關(guān)鍵尺寸公差的偏差傳遞問(wèn)題。另外，驗(yàn)證了所建立形位公差與尺寸公差其在數(shù)學(xué)模型求解過(guò)程中的一致性。
　　其次，研究了蒙特卡洛模擬法的特點(diǎn)及其在公差分析過(guò)程中的應(yīng)用方法。對(duì)公差分析中所用到的加工尺寸分布特性進(jìn)行研究，完成對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)尺寸分布的轉(zhuǎn)化，構(gòu)造了低偏差序列并替換傳統(tǒng)蒙特

3、卡洛法中的隨機(jī)數(shù)列，利用尺寸分布特性以關(guān)斷類閥門閘板截面尺寸鏈為例，進(jìn)行實(shí)例公差分析，以驗(yàn)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(shù)模型以及基于小位移旋量的形位公差成本函數(shù)，并通過(guò)工序能力指數(shù)來(lái)描述工序能力。為解決質(zhì)量函數(shù)難以賦值的問(wèn)題，利用模糊質(zhì)量損失將其代替，并與工序能力指數(shù)共同建立模糊質(zhì)量損失成本函數(shù)，以遺傳算法進(jìn)行了多目標(biāo)的優(yōu)化求解進(jìn)行最后的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案輸出，然后