تحليل تلرانسي غيرخطي مجموعه هاي مكانيكي به كمك كامپيوتر با استفاده از روش مرتبه دوم بهبوديافته

Nonlinear computer-aided tolerance analysis of mechanical assemblies using improved second-order method

تحليل تلرانسي نقش گسترده اي در پيش بيني كيفيت محصول و كاهش هزينه هاي توليد دارد. اين فرآيند عموما پيچيده بوده و روش هاي موجود براي تحليل انواع مجموعه هاي كاربردي مناسب نيستند. ازاين رو، وجود روشي جامع براي بررسي اثر تلرانس ها بر كيفيت و هزينه محصول، يك نياز اساسي در صنعت ساخت و توليد به شمار مي آيد. در همين راستا اين مقاله روش تحليل تلرانسي مرتبه دوم بهبوديافته را جهت بررسي مجموعه هاي پيچيده ارائه مي دهد. روش تحليل تلرانسي مرتبه دوم رايج، روشي دقيق و كارآمد براي تعيين شاخصه هاي توزيع مشخصه كليدي مجموعه هاي مكانيكي است. اما از آنجايي كه يافتن تابع مونتاژي در اين روش مستلزم تشكيل حلقه هاي برداري مي باشد، از آن تنها براي مجموعه هاي ساده مي توان استفاده نمود. در مجموعه هاي مكانيكي كاربردي كه معمولا از پيچيدگي هاي بيشتري برخوردارند، تشكيل حلقه هاي برداري ممكن است با موانعي روبرو گردد. در اين تحقيق با استفاده از برقراري ارتباط بين نرم افزارهاي ساليدوركس و متلب اين موانع حل شده است به گونه اي كه مي توان از آن براي هر مجموعه مكانيكي بدون نياز به تشكيل حلقه هاي برداري استفاده كرد. نرم افزار متلب تغييرات لازم را در مدل ساليدوركس مجموعه ايجاد نموده و مشتقات تابع مونتاژي، كه مورد نياز تحليل تلرانسي است، بر اساس آن محاسبه مي گردد. سپس گشتاورهاي آماري محاسبه و با استفاده از سيستم پيرسون ، توزيع آماري مشخصه كليدي به دست مي آيد. اين روش براي تحليل مجموعه هاي با تابع مونتاژي خطي و غيرخطي و هر نوع توزيع آماري مناسب است. در پايان، قابليت هاي روش پيشنهادي با ارائه چند مثال كاربردي، بررسي و صحت نتايج به كمك شبيه سازي مونت كارلو تائيد مي گردد.

Tolerance analysis plays a crucial role in predicting the quality of products and reducing production costs. This procedure is generally complex and available methods for analyzing different types of assemblies are not always applicable. Accordingly, having a comprehensive approach to assess the effect of tolerances on the quality and cost of products is a fundamental requirement in the manufacturing industry. This paper proposes the improved second-order method for tolerance analysis of complex assemblies. The conventional second-order tolerance analysis (SOTA) is an accurate and applicable method for obtaining the statistical specifications of the assembly’s key characteristic. However, determining the assembly function in SOTA entails forming vector loops and therefore, this method is limited to simple assemblies. On the other hand, in mechanical assemblies that are usually complex, creating vector loop may encounter some difficulties in practice. In this study, the mentioned issues have been overcome by linking SolidWorks and MATLAB software to employ the proposed methodology for any mechanical assemblies without creating vector loops. For this purpose, MATLAB software makes necessary changes in the SolidWorks model and calculates the derivatives of the assembly function, which are required for the analysis. Then, the statistical moments are computed and the probability distribution of the key characteristic is obtained using the Pearson system. The sent study is appropriate for analyzing either linear or nonlinear assembly functions with any statistical distribution. Finally, the applicability of the proposed approach is investigated by some practical examples and the accuracy of results is confirmed by Monte Carlo simulation.