少无试验条件下机械产品分析性稳健设计研究

发布时间：2020-07-27 21:00

【摘要】： 稳健设计是一种新的能够有效提升产品质量的现代设计方法。二十世纪七十年代TAGUCHI博士首次提出了稳健设计的基本思想,并发展了基于正交实验的稳健设计方法,该稳健设计方法得到了较为广泛的推广和应用,在实际工程中体现出了巨大的优越性,能够很好的提升产品的质量。但是,基于正交实验的稳健设计方法(TAGUCHI Method)需要以一定数量的实验为基础,并且难以揭示系统稳健性的内在本质。为克服TAGUCHI稳健设计方法的局限性,本文从数学分析的角度对系统的稳健性进行了分析,对少无实验条件下的分析性稳健设计方法(ARD)做了初步的探讨。本研究的内容主要包括以下三个部分: (1)在借鉴已有研究成果的基础之上,对线性系统的稳健性进行了研究。按照稳健设计的基本思想,从设计参数与系统功能之间的映射关系入手,针对线性条件下系统的稳健性与结构参数、设计参数以及设计参数容差之间内在固有的联系,从数学上对系统稳健性的影响因素做出了分析。揭示了系统结构特征与系统稳健性之间的紧密关系,在此基础之上建立了线性系统分析性稳健设计的优化模型,并且对各功能需求之间的关系做出了探讨。 (2)对非线性系统稳健性的实现及其内在原理做了分析。建立了非线性条件下系统功能需求与结构特征参数、设计参数以及不可控因素之间的关系模型,按照该模型对系统敏感性进行了分析,给出了系统敏感性指数Sv2具体的数学表达式。按照稳健设计的基本思想,建立了分析性稳健设计的优化模型,根据该优化模型结合TAGUCHI稳健设计方法对系统稳健性实现的内在本质从理论上做出了分析。在各因素(系统结构特性、设计参数以及不可控因素)对系统稳健性影响程度的分析的基础上,提出了稳健灵敏性矩阵RS。 (3)在满足系统稳健前提下,对稳健性公差设计作了讨论。稳健设计能够使得产品功能特性对不可控的变动因素不敏感,减少质量损失,提升产品质量。基于成本的公差优化设计可以达到减少制造费用,降低生产成本的目的。结合质量工程原理,分析了稳健设计与公差优化设计的特点以及两者之间的联系,初步提出了一种考虑产品稳健性的公差设计方法,并且建立了相应的数学优化模型,对涂布头进行了稳健性公差优化设计。通过本研究可以发现,(1)在线性条件下系统的稳健性与该系统结构参数以及设计参数容差(不可控因素)有着直接的函数关系,而与设计参数水平值及其组合并无联系。根据所设计系统的具体要求,建立系统性能分析性稳健设计优化模型,从而合理的选取系统结构参数及设计参数容差对系统的稳健性至关重要。(2)非线性条件下,系统本身的结构特性决定了设计参数对系统功能目标的作用形式,从而对系统功能目标的分布产生影响。设计参数的不同选择对系统稳健性影响的实质在于利用系统的非线性效应,以使设计功能靠近目标值,并使得变异达到最小。对不可控因素的控制则是一种从源头减小功能目标变动以提高系统稳健性的有效途径。(3)基于产品稳健性的公差优化设计方法能够在有效提升产品质量的同时,极大限度地降低生产成本,运用该设计方法能够设计出质量稳健成本低廉的产品。
【学位授予单位】：汕头大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH122
【图文】：

涂布机

涂布机可以划分为许多不同的类型，其中，逆转辊式涂布机的应逆转辊涂布是当今最通用的涂布方法，它的通用性加上其精确性和其成为应用范围广泛的常用涂布技术，例如用于磁介质和压敏胶产涂布湿厚度范围达到 12 ～ 1200μm，车速 0.02 ～ 8 m/s。可涂布500 Pa.s。计量间隙的流动是所有逆转辊涂布器的关键，决定涂布层言，逆转辊式涂布机主要由涂布头、干燥箱以及收放卷装置所组成涂布头是其最为重要的部分，它的主要作用是将液体涂料稳定而且材上，它不仅直接决定了涂布量的大小，而且还影响着涂料施涂到产实践证明，涂布头的设计合理与否直接决定了涂布质量的高低，确而又合理的设计显得非常的重要。下面将以四辊料槽供料逆an-fed reverse roll coater）的涂布头为对象，以基本的性能要求为目。

实物,涂布辊,计量辊,涂布液

图 4-2 涂布头实物图Figure 4-2 Coating head示，四辊料槽供料逆转辊涂布机的涂布头主要由料槽、计刮刀所组成[67]。在进行正常的涂布工作时，递墨辊通过恒定的传送给涂布辊，接着，转动的涂布辊将一部分涂布液计量辊将带走一定量的涂布液，而涂布辊上所留下的一层至与由背压辊支撑的基材相接触并全部的转移到基材上去辊上分流出来的涂布液将由刮刀去除[67-69]。根据四辊料槽原理，涂布厚度和涂布的均匀性与涂布辊、计量辊之间间切相关，同时还与上料量的大小，涂布辊、计量辊、背压因素相关联。的实际调研发现，在涂布头的生产及使用过程中，由于制

【引证文献】