风动水泵结构设计中的稳健设计方法研究

发布时间：2017-09-16 14:14

  本文关键词：风动水泵结构设计中的稳健设计方法研究

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【摘要】：稳健设计是提高产品质量性能，降低产品质量波动，保证产品质量稳定的一种工程设计方法，在航空、机械等领域得到广泛的应用。基于响应面法的稳健设计是国内外近年来比较流行的一种有效的稳健设计方法，它依靠目标函数本身的性质确定最优解，，运用回归分析得到目标函数和影响因素之间精确的响应关系，具有良好的稳健性。本文将Taguchi稳健设计和基于响应面模型的稳健设计思想应用于FB30-18风动水泵结构设计中，对提高风动水泵质量的稳健性具有重要意义。具体研究内容如下： （1）阐述了稳健设计方法的研究现状和发展趋势以及在产品质量设计中的作用，指出稳健设计在FB30-18风动水泵结构设计中的意义。 （2）介绍了稳健设计的质量概念、基本原理、目标、分类、步骤、应用工具、数据处理方法以及基于试验设计的Taguchi稳健设计的基本过程和内容。 （3）根据生产实际确定了风动水泵效率的影响因素及各因素的水平，运用Taguchi稳健设计进行了结构设计和优化，得到最佳参数组合。 （4）介绍了基于响应面法的稳健设计过程，结合实际对FB30-18风动水泵风动叶轮进行了响应面稳健设计，实践证明：水泵效率较原来提高了13.23%，且其波动减小，质量得到改善，达到了稳健设计目的。
【关键词】：风动水泵 结构设计 稳健设计 响应面法 正交试验设计
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH122
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景和意义9-11
• 1.2 稳健性设计国内外研究现状和发展趋势11-13
• 1.2.1 稳健性设计国内外研究现状11-12
• 1.2.2 稳健性设计方法的发展趋势12-13
• 1.3 稳健设计在风动水泵结构设计中的应用13
• 1.4 本文的主要研究内容和方法13-15
• 第2章 稳健性设计基本理论15-23
• 2.1 稳健性设计基本概念15-19
• 2.1.1 产品质量特性值和其统计性质15
• 2.1.2 产品质量特性值的波动与容差15-16
• 2.1.3 产品的质量问题16-18
• 2.1.4 产品功能因素18-19
• 2.2 稳健设计基本原理19-21
• 2.2.1 基本原理19-20
• 2.2.2 稳健设计目标20
• 2.2.3 稳健设计的分类20-21
• 2.2.4 稳健设计的一般步骤21
• 2.3 稳健设计的重要方法21-22
• 2.3.1 试验设计21-22
• 2.3.2 试验设计中数据处理方法22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 Taguchi 稳健设计方法23-35
• 3.1 概述23
• 3.2 产品的三次设计23-24
• 3.3 正交试验设计24-30
• 3.3.1 正交表的介绍24-27
• 3.3.2 正交试验设计27-28
• 3.3.3 正交试验的结果分析28-30
• 3.4 基于试验设计的 Taguchi 稳健设计方法30-34
• 3.4.1 信噪比( SN )30-32
• 3.4.2 Taguchi 参数设计32-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 风动水泵风动叶轮的 Taguchi 稳健设计35-51
• 4.1 FB30-18 风动水泵基本知识35-36
• 4.1.1 风动水泵的结构原理35
• 4.1.2 风动水泵结构参数对性能的影响35-36
• 4.1.3 FB30-18 风动水泵的结构设计36
• 4.2 风动叶轮的 Taguchi 稳健设计36-45
• 4.2.1 正交试验安排和直观分析36-39
• 4.2.2 正交试验直观分析39-42
• 4.2.3 方差分析42-45
• 4.3 风动叶轮的参数化稳健设计45-50
• 4.3.1 确定可控因素和噪声因素45-46
• 4.3.2 试验设计46-47
• 4.3.3 试验结果分析47-50
• 4.3.4 结论50
• 4.4 本章小结50-51
• 第5章 基于响面模型的风动水泵稳健设计51-65
• 5.1 响应面法稳健性设计51-56
• 5.1.1 响应面法稳健性设计概述51
• 5.1.2 响应面计模型稳健试验设中的设计51-52
• 5.1.3 响应面模型建立52-55
• 5.1.4 响应面模型的分析55-56
• 5.2 基于响应面模型的 FB30-18 风动水泵稳健设计56-62
• 5.2.1 试验系统和测试仪器设备的选择56-57
• 5.2.2 设计变量与目标函数的确定57
• 5.2.3 试验的安排与测试57
• 5.2.4 一阶响应面设计和分析57-59
• 5.2.5 二阶响应面设计和分析59-62
• 5.3 各种设计结果的比较62-63
• 5.4 本章小结63-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 个人简历73

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