Конфигурационные пространства для оценки собираемости изделий машиностроения с пространственными допустимыми отклонениями

• Автор: Шабалин, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Обзор современных моделей представления и анализа пространственных допустимых отклонений

1.1. Модели представления пространственных допустимых отклонений

1.1.1. Офсетирование с помощью операций Минковского

1.1.2. Условное поле допуска из полупространств

1.1.3. Модель параметрического пространства

1.1.4. Алгебраические модели

1.1.5. Модель однородных матриц трансформаций

1.2. Существующие модели анализа допусков

1.2.1. Модель векторного контура

1.2.2. Вариационная модель
1.2.3. Матричная модель
1.2.4. Модель Якоби
1.2.5. Модель торсора
1.2.6. Сравнение моделей анализа пространственных допусков
1.3. Обзор современных САТ-систем, реализующих автоматизированный размерный анализ
1.3.1. САТІА.ЗБ БОТ
1.3.2. СЕ/ТОЬбывта

1.3.3. еМ-ТоІМаїе
1.3.4. УЗА-ОБТ/УЯА-ЗО
1.3.5. ЗБСБ

1.3.6. Сравнительный анализ автоматизированных систем размерного
анализа
1.4. Цели и задачи исследования
2. Конфигурационное пространство как способ представления сборки с учетом трехмерных допустимых отклонений
2.1. Конфигурационное пространство сборки с учетом пространственных отклонений
2.2. Конфигурационные многообразия поверхностей деталей и сборок с допусками
2.2.1. Конфигурационные многообразия допусков расположения
2.2.2. Конфигурационные многообразия допусков формы
2.2.3. Комбинирование конфигурационных многообразий допусков
2.3. Подмногообразия конфигурационных пространств сборок на примере соединений типа отверстие-вал-отверстие
Выводы
3. Разработка алгоритмов с применением теории конфигурационных пространств для размерного анализа сборок с допусками
3.1. Представление конфигурационного пространства сборки в виде структуры данных
3.1.1. Описание структуры данных конфигурационного пространства
3.1.2. Алгоритмы формирования конфигурационных пространств
3.2. Общий алгоритм размерного анализа сборок с допусками
3.2.1. Формирование графа сборки
3.2.2. Алгоритм вычисления взаимного отклонения точек сопрягаемых
поверхностей для каждой конфигурации
Выводы

4. Проектирование функциональности программного модуля анализа сборок с допусками
4.1. Функциональная схема модуля и требования к интерфейсу
4.2. Визуализация геометрических данных
4.3. Диалог задания параметров сопряжений
4.4. Диалог задания допусков и редактор конфигурационных пространств
4.5. Задание этапов имитации
4.6. Окно результатов анализа
Выводы
5. Экспериментальное использование программного модуля размерного анализа сборок с допусками
5.1. Пример проведения размерного анализа сборки
5.1.1. Линейный размерный анализ модели сборки
5.1.2. Автоматизированный линейный размерный анализ сборки с использованием разработанного программного модуля
5.2. Размерный анализ модели сборки с пространственными взаимосвязями допусков
5.3. Размерный анализ подвижной части пресс-формы
Выводы
Общие выводы по работе
Список литературы

После проведения анализа с помощью метода Монте-Карло (поддерживается нормальное, равномерное распределение и распределение, заданное пользователем) статистические результаты выводятся в виде гистограммы.
1.3.6. Сравнительный анализ автоматизированных систем размерного анализа
В [133] приводится сравнительный анализ представленных выше систем. Каждая из них обладает своими недостатками. Например, CATIA.3D FDT не позволяет работать с допусками формы [139], а также в самой модели заложен принцип упрощения: в связи с малыми отклонениями, характеризуемыми назначенными допусками, приняты примерные значения для sin(a) = а и cos(a) = 1.
В CETOL 6 sigma для расчета систем уравнений также приняты во внимание малые значения отклонений (при разложении в ряд Тейлора). Это не подходит для анализа нелинейных ограничений сборки [71].
Остальное ПО, основанное на применении метода Монте-Карло, требует
большого числа симуляций для достижения необходимого эффекта. В [74]

авторами приводится сравнение двух методов (для решения задачи размерного анализа): прямой линеаризации и Монте-Карло. Авторы указывают, что количество симуляций должно быть больше 1000. Что значительно увеличивает время анализа.
7.4. Цели и задачи исследования
Обзор существующих моделей представления и анализа пространственных допустимых отклонений позволил выявить следующие недостатки:
• Ни одна из рассмотренных моделей не поддерживает полностью требования, описанные в стандартах [148].