U型液压系统关键零部件的优化设计和制造过程控制

论文摘要

本论文从项目开发流程中工程部门的角度出发,采用先进的先期失效模式及后果分析(DFMEA)理论对U型液压系统的可靠性进行了深入的分析,根据DFMEA的结果利用IDEAS软件对U型液压系统中的关键零件进行精确的有限元分析和优化设计。在有限元分析过程中,经过比较各种有限元建模方法,提出有限元分析建模的指导原则。确定了关键零件壳体、端盖、及其装配部件的有限元分析模型的关键控制点及通用的建模技巧,并进行了详细的有限元分析。有限元分析结果和试验验证完全相吻合。在此基础上对产品进行优化设计,提高了产品的可靠性。最后根据实际生产需要,提出了在实际生产阶段如何利用统计过程控制(SPC)保证零件关键尺寸的控制方法。文中重点阐述的内容有:系统先前失效模式及后果分析;端盖的有限元分析及其优化设计;壳体、密封垫圈和端盖的组合装配的有限元分析;端盖制造过程中的统计过程控制。在U型液压系统中,端盖的设计是一个关键点。原因是端盖的材料对于U型液压系统的应用已经处于极限状态。初步设计的端盖在有限元分析和试验中都验证了失效模式的发生。而优化设计的目标是在既定材料的前提下,对端盖进行结构优化设计。端盖的优化设计方案最终得以采用。此工作成果为端盖生产节约成本约10%。本文以DFMEA到FEA到SPC的这一流程为主线。对本公司U型液压系统的关键零部件进行分析研究,取得了显著的成效。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的工程需要和现实意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 零件的先期失效模式及后果分析
• 2. 1 产品的先期失效模式及后果分析
• 2.2 壳体的先期失效模式及后果分析
• 2.3 端盖的先期失效模式及后果分析
• 2.4 小节
• 第三章 关键零部件的有限元分析
• 3.1 使用 IDEAS 软件进行有限元分析的基本过程
• 3.2 有限元建模方法的分析比较
• 3.3 关键零件有限元分析
• 3.3.1 壳体的有限元分析
• 3.3.2 端盖的有限元分析及其优化设计
• 3.3.2.1 端盖的有限元分析
• 3.3.2.2 样品试验论证
• 3.3.2.3 端盖的优化设计和分析
• 3.3.3 壳体，密封垫圈和端盖装配件的有限元分析
• 3.4 小节
• 第四章 统计过程控制的应用
• 4.1 统计过程控制的理论基础
• 4.2 统计过程控制（SPC）保证零件关键尺寸的控制
• 4.2.1 统计过程控制实施前的准备工作
• 4.2.2 非传统控制图的选用
• 4.2.2.1 成组控制图对端盖腰形孔截面尺寸的控制
• 4.2.2.2 Z值控制图在系列端盖生产中的应用
• 4.2.2.3 累计控制图对端盖腰形孔圆角的灵敏控制
• 4.2.3 控制图实施要点
• 4.3 小节
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文