框架式斷路器的觸頭超程公差仿真分析技術
發布時間:2021-03-31
發布時間:2021-03-31
激烈的市場競爭要求企業在短期內能開發出低 成本、高性能和高質量的產品,因此在產品設計初期階段企業需要更多地依靠數字化仿真分析工具進行虛擬樣機模擬,將產品的缺陷消滅在設計階段。公差鏈仿真分析軟件(Variation Simulation Analysis,VSA)就是一個基于尺寸鏈管理的仿真分析工具。VSA 主要采用蒙特卡羅模擬算法,它是一種以概率統計為指導的服從正態分布的數值分析方法。通過對產品制造和裝配過程的仿真來預測產品的尺寸質量和偏差源貢獻因子,從而判斷某一階段的尺寸公差分配是否能夠滿足尺寸設計要求并給出可能的整改方案。 斷路器動觸頭超程是斷路器的一項重要的靜態設計參數,超程太小會影響斷路器的回路電阻和電壽命,甚至導致回路不通;超程過大則會影響斷路器的開斷性能,因此對影響斷路器動觸頭超程的因素進行分析是十分有必要的。本文通過應用公差分析軟件VSA對斷路器動觸頭超程進行公差分析,在VSA軟件中對模型進行特征創建、定義公差和裝配后進行仿真分析,得出影響動觸頭超程的主要因素,對其尺寸公差進行修正、模擬,得出在現有的制造能力下既能滿足設計要求,又能降低生產成本的最佳公差范圍。 1 理論基礎 蒙特卡羅計算法是一種統計試驗法,在非線性設計函數中是最常用和最簡單的一種公差分析方法。根據每個尺寸的實際分布,利用隨機數發生器生成相應的偽隨機數,然后計算設計函數y的值。當得到一定數量的樣本后,根據統計公式計算出統計函數y的各階矩,從而獲得有關裝配函數的統計特性。VSA 的仿真計算就是采用蒙特卡羅法,是一種以概率統計理論為指導的數值方法。其基本思想是,當所求解問題是某種隨機事件出現的概率 或是某個隨機變量的期望值時,通過某種“試驗”方法,以這種事件出現的頻率估計這一隨機事件的概率,或者得到這個隨機變量的某些數字特征,并將其作為問題的解。蒙特卡羅法中使用最廣泛的一類模型就是正態分布。通常情況下,如果一個變量受很多相互獨立的隨機因素影響,而其中每一個因素的影響都很小,則該變量服從正態分布。描述正態分布需要均值和標準差兩個特征值,其密度函數和分布函數的一般形式如下 密度函數 分布函數 式中 μ——均值; σ——標準差。 對于復雜的空間三維模型的公差分析是基于蒙特卡洛在空間矢量環尺寸鏈基礎上進行的。