تحلیل تلرانسی غیرخطی مجموعه های مکانیکی به کمک کامپیوتر با استفاده از روش مرتبه دوم بهبودیافته

تحلیل تلرانسی نقش گسترده‌ای در پیش‌بینی کیفیت محصول و کاهش هزینه‌های تولید دارد. این فرآیند عموماً پیچیده بوده و روش‌های موجود برای تحلیل انواع مجموعه‌های کاربردی مناسب نیستند. ازاین‌رو، وجود روشی جامع برای بررسی اثر تلرانس‌ها بر کیفیت و هزینه محصول، یک نیاز اساسی در صنعت ساخت و تولید به شمار می‌آید. در همین راستا این مقاله روش تحلیل تلرانسی مرتبه دوم بهبودیافته را جهت بررسی مجموعه‌های پیچیده ارائه می‌دهد. روش تحلیل تلرانسی مرتبه دوم رایج، روشی دقیق و کارآمد برای تعیین شاخصه‌های توزیع مشخصه کلیدی مجموعه‌های مکانیکی است. اما از آنجایی که یافتن تابع مونتاژی در این روش مستلزم تشکیل حلقه‌های برداری می‌باشد، از آن تنها برای مجموعه‌های ساده می‌توان استفاده نمود. در مجموعه‌های مکانیکی کاربردی که معمولاً از پیچیدگی‌های بیشتری برخوردارند، تشکیل حلقه‌های برداری ممکن است با موانعی روبرو گردد. در این تحقیق با استفاده از برقراری ارتباط بین نرم‌افزارهای سالیدورکس و متلب این موانع حل‌شده است به‌ گونه‌ای که می‌توان از آن برای هر مجموعه مکانیکی بدون نیاز به تشکیل حلقه‌های برداری استفاده کرد. نرم‌افزار متلب تغییرات لازم را در مدل سالیدورکس مجموعه ایجاد نموده و مشتقات تابع مونتاژی، که مورد نیاز تحلیل تلرانسی است، بر اساس آن محاسبه می‌گردد. سپس گشتاورهای آماری محاسبه و با استفاده از سیستم پیرسون ، توزیع آماری مشخصه کلیدی به دست می‌آید. این روش برای تحلیل مجموعه‌های با تابع مونتاژی خطی و غیرخطی و هر نوع توزیع آماری مناسب است. در پایان، قابلیت‌های روش پیشنهادی با ارائه چند مثال کاربردی، بررسی و صحت نتایج به کمک شبیه‌سازی مونت‌کارلو تائید می‌گردد.

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

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 secondorder method for tolerance analysis of complex assemblies. The conventional secondorder tolerance analysis (SOTA) is an accurate and applicable method for obtaining the statistical specifications of the assembly rsquo;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 present 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.