基于3DCS的三维尺寸公差的分析与优化

针对工程实践中所面临的公差分配与优化问题,采用矢量的概念建立三维尺寸链的向量环模型,探索基于等值分配公差基础上采用"二分"法思想进行优化的改进方案。通过某型号汽车虚拟装配过程中后蒙皮与尾灯安装在白车身上的具体实例,应用基于3DCS的三维尺寸公差分析与优化仿真给出了既能满足产品的设计性能需求又简单易行且经济性较好的符合工程实践的公差优化改进方案,验证了改进方案较原有相等公差分配方法具有较大的优越性,能够解决工程实践中企业所面临的实际问题。

基于向量环尺寸链模型的公差分析

提出一种三维尺寸链的向量环模型,并在公差分析一般方程式的基础上,通过向量内积运算得到封闭环偏差的一般表达式,能够有效解决三维尺寸链的公差分析问题。最后给出一个应用实例,并对应用极值法、统计法和Spott’s修正模型的三种公差分析结果进行了比较。

考虑形位公差的二维装配公差分析

形位公差是零件形状、位置特征变动的结果。虽然形位特征变动也可对装配的性能产生很大的影响,但是目前装配公差分析的研究主要集中于尺寸公差而很少考虑形位特征变动,迄今为止尚无一种较完善的包括尺寸公差和形位公差的分析方法。本文提出了一种新的基于矢量环装配模型的包括几乎所有形位特征变动的二维装配公差分析的方法。研究的重点是如何在矢量环装配公差分析模型中实现形位特征变动的描述,这种描述有助于考虑所有变动对于装配的影响从而实现包含形位公差在内的二维装配公差分析。最后给出一个工程应用实例,说明所提出的方法的有效性。

基于矢量环装配模型的二维公差分析

在公差分析中,大多数都要求提供描述装配响应函数与零件尺寸设计变量之间关系的函数。然而,复杂的二维公差分析中,这种函数关系通常难于得到。本文提出的基于矢量环装配公差模型,不须提供这些函数关系,而是通过矢量运算得到计算封闭环公差所需的灵敏度系数,进而有效地解决二维尺寸链的公差分析问题。最后给出一个工程应用实例,说明该方法的有效性。

人字曲作用下上颌切牙段应力分布的三维有限元分析

目的研究上颌切牙段在方丝弓"T"形曲近远中各加15°"人"字曲的情况下牙齿及牙周支持组织应力分布及移动趋势。方法三维有限元分析方法,所采用的模型为包括牙齿、牙周膜、牙槽骨、托槽、弓丝在内的左侧上颌切牙段有限元模型[1]。模型上模拟"T"形曲近远中各加15°"人"字曲的情况进行加载。结果在"人"字曲加力的瞬间,侧切牙与中切牙相比更趋近于可控性的倾斜移动;无论是位移和应力水平侧切牙均显著高于中切牙。结论"人"字曲的使用,可以更好地控制间隙两侧牙齿的移动。

概念设计中的三维公差分析

根据三维公差分析理论与产品设计和制造之间的公差分配矛盾,提出了在概念设计阶段进行公差设计的思想。应用矢量环公差数学理论在三维公差软件CETOL 6σ中建模,并用二阶分析理论进行三维公差分析。通过工程实例表明三维公差分析在概念设计中的应用具有重要意义。

基于矢量环模型的喷头塑模装配公差分析研究

针对喷雾器喷头模具设计中的公差优化问题,采用矢量环公差模型对模具关键特征进行装配公差分析。首先,介绍矢量环模型建立的过程,阐述直接线性化方法对公差累积的计算处理;然后,以喷头塑模为例进行装配公差分析,建立矢量公差回路,利用直接线性化方法得出矢量环装配方程,再对装配方程进行一阶泰勒展开得到装配变量的敏感矩阵,并以此为依据,采用极值法和统计法求解出装配偏差;最后,将计算得出的装配偏差与装配精度要求进行比较,若符合装配要求则无需调整公差,反之则否。研究结果表明:喷头模具初始公差累积计算结果超出了装配精度需求,经公差优化调整后,重新进行公差累积计算,使装配偏差小于装配精度需求,从而使公差设计结果满足喷头模具的功能需求。

含间隙飞行器折叠舵面的尺寸链分析

间隙在飞行器折叠舵面中普遍存在,会显著影响结构系统的动态行为,给折叠舵面的动力学建模与特性预示带来巨大挑战。针对含间隙飞行器折叠舵面的结构设计问题,从控制间隙特征、改善工作性能的角度出发,以间隙为目标尺寸,综合考虑间隙的产生机理,提出基于矢量环法的折叠舵面尺寸链分析方法,来获取间隙对相关尺寸的敏感度以及相关尺寸对间隙的贡献度指标。以典型含间隙折叠舵面为例,结合其实际工作原理构建尺寸链,分别采用所提出的矢量环法和计算机辅助的统计分析法进行尺寸链分析,两者所得的各相关尺寸的敏感度和贡献度指标相互吻合,验证了基于矢量环法进行折叠舵面尺寸链分析的可行性,可为折叠舵面的间隙特征设计优化提供技术支撑。