容差分析和设计方法研究

【摘要】：受诸多因素的影响，产品元件的实际值与设计值之间不可避免地存在一定程度的偏差，从而导致产品性能和成品率下降，甚至使产品对使用环境极其敏感。所谓容差就是指这种偏差的范围，它直接影响产品质量和生产成本。较小的容差通常可以得到较好得产品性能，但增加生产成本。相反，大的容差虽然能降低成本，但会造成产品质量的下降。因此，有必要对容差进行研究，使产品质量和成本在一定程度能够兼顾。 本文主要研究了现有的一些容差分析和设计的方法，同时也对参数的中心设计进行了较为细致的研究。在容差分析、设计和参数中心设计中，一般需要对参数可行域进行近似，或是知道容差已知情况下的产品的合格率。因此，本文对几种比较常见可行域近似和合格率估计方法分别做了介绍。 作者提出一种基于小生境遗传算法的容差分析方法。该方法用于不仅适用于参数较多的容差分析问题，而且能够处理多个特性函数的容差分析问题。本文将该方法用于3mm矩形波导宽带定向耦合器的分析与设计，并且验证了该方法的可行性和有效性。此外，作者将粒子群算法同可行域近似方法结合，对服从任意统计分布的设计参数进行了中心设计，设计结果和文献进行对比，说明该方法具有一定的优越性。