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1PT+3TPS型并联钻床的刚度设计缺陷修复研究

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1PT+3TPS型并联钻床的刚度设计缺陷修复研究

作者：潘钰电子科技大学

学位级别：硕士

并联钻床具有结构紧凑、精度高、灵活性好等优点,可实现沿复杂曲面法线方向的钻孔作业。并联钻床的刚度性能直接影响着其加工质量和加工精度,辨识和修复并联钻床中存在的刚度设计缺陷,提升/增强并联钻床的刚度性能对于提高并联钻床的加... 详细信息

并联钻床具有结构紧凑、精度高、灵活性好等优点,可实现沿复杂曲面法线方向的钻孔作业。并联钻床的刚度性能直接影响着其加工质量和加工精度,辨识和修复并联钻床中存在的刚度设计缺陷,提升/增强并联钻床的刚度性能对于提高并联钻床的加工质量和加工精度具有重要意义。本文以1PT+3TPS型并联钻床为研究对象,基于去特征化技术和冗余容错技术对并联钻床中的刚度设计缺陷的修复进行了较为深入系统的研究。对1PT+3TPS型并联钻床进行了运动学分析,建立了其速度映射模型,推导出了其雅克比矩阵,在此基础上推导出了并联钻床的刚度模型矩阵,提出以并联钻床刚度矩阵最小特征值为刚度性能评价指标,基于此刚度性能评价指标,对照刚度性能要求,辨识出了并联钻床中存在的刚度设计缺陷,通过MATLAB仿真与ABAQUS仿真得到了并联钻床的在各个姿态下的刚度性能以及在两种载荷作用下的变形情况。提出了一种并联钻床刚度设计缺陷的去特征化修复方法,建立了缺陷特征与影响并联钻床刚度性能的尺寸参数之间的特征方程,基于Sobol灵敏度分析法对刚度性能影响参数进行了灵敏度分析,对特征指标影响参数进行排序,分离筛选出并联钻床的刚度性能主要影响参数,以主要影响参数为自变量,将特征指标最小及全部约束条件满足作为目标构造了目标优化模型,基于粒子群优化算法对并联钻床刚度性能进行了优化,导出了影响参数值的合理组合,实现设计缺陷的去特征化修复。提出了一种并联钻床刚度设计缺陷的冗余容错修复方法,该方法在原有并联钻床基础上增加了6TPS并联机构作为备份冗余单元,在并联钻床钻头的调姿过程中,6TPS并联机构各条腿为从动腿,不干涉钻头调姿运动;当并联钻床的钻头姿态调整到位时,六条从动腿长度锁死,切换为定长腿,该切换重构使得并联钻床的刚度性能得到增强,原有并联钻床的刚度设计缺陷得以修复,文中还进一步地优化了修复方案中的布局角和固定平台的安装位置。本文对并联钻床中的刚度设计缺陷进行了辨识,将去特征技术和冗余容错技术应用于并联钻床刚度设计缺陷的修复之中,对并联钻床中的不同严重程度的刚度设计缺陷进行了修复,增加了钻孔系统的刚度,可有效保障并联钻床的加工精度。

关键词：并联钻床刚度设计缺陷辩识修复去特征化冗余容错

硬件产品设计缺陷形成机理的关系网模型及其应用研究

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硬件产品设计缺陷形成机理的关系网模型及其应用研究

作者：肖承地南昌大学

学位级别：硕士

产品设计缺陷的表现形式多样,可能对产品的安全、功能和性能产生不同程度的影响。如何在产品的设计开发过程中,通过系统科学的方法来避免设计缺陷的产生或识别、降低设计缺陷可能造成的危害,对提高产品设计质量、确保顾客的利益和企业... 详细信息

产品设计缺陷的表现形式多样,可能对产品的安全、功能和性能产生不同程度的影响。如何在产品的设计开发过程中,通过系统科学的方法来避免设计缺陷的产生或识别、降低设计缺陷可能造成的危害,对提高产品设计质量、确保顾客的利益和企业长远发展有着重要意义。目前有关设计缺陷的研究大多以某一具体产品为对象,探讨其缺陷产生的原因及检测或控制手段,这些研究成果不具有普遍的借鉴或指导意义。本文在国家自然科学基金的资助下,以使用最为广泛的硬件产品为研究对象,从技术管理的角度,应用定性与定量相结合的研究方法,较为系统地研究了硬件产品设计缺陷与设计缺陷因素之间的相互关系。论文首先从设计缺陷的概念分析入手,研究了硬件产品设计开发过程,并详细分析每个设计开发阶段的开发活动;运用过程模式的思想,构建了产品设计缺陷的过程模型。结合产品设计过程,通过分析设计过程各阶段的输入、输出及其所处的环境和增值转化活动所需的资源和信息,明确产品各设计阶段可能涉及的设计缺陷因素,并对设计缺陷因素进行分类研究。从预防和控制设计缺陷的角度,给出了反映设计开发活动时序关系和功能任务关系的硬件产品设计缺陷分类模型,并以国内近两年来召回汽车的部分设计缺陷为例,进行了定性和定量分类研究,验证了该分类方法的可行性和有效性。以此为基础,构建了反映硬件产品设计缺陷因素与设计缺陷类型之间相互关系的关系网模型,并以硬件产品的设计过程为研究对象,利用SPSS软件将各设计缺陷因素对每类设计缺陷的影响进行了回归分析,定量地描述了各类设计缺陷的主要影响因素及其对设计缺陷的影响方式和程度。论文研究成果给出了基于设计开发过程的硬件产品设计缺陷和设计缺陷因素的分类方法,实现了基于关系网模型的设计缺陷与设计缺陷因素之间相互关系的定性与定量研究,为进一步深入研究设计缺陷的形成机理做了有益的尝试,对设计缺陷的识别、预防和控制具有一定的理论和实际指导意义。

关键词：设计缺陷缺陷因素缺陷分类关系网模型

大型门机回转支承断齿故障的设计缺陷有限元分析研究

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大型门机回转支承断齿故障的设计缺陷有限元分析研究

作者：龙文星武汉理工大学

学位级别：硕士

门座起重机(以下简称“门机”)是广泛应用于港口、船厂等场所的典型回转类起重机,主要用于完成货物的搬运和装卸作业。回转支承是连接门机回转及非回转部分的关键结构,其重要性不言而喻。经过调研发现我国各港口大型门机回转支承在设计... 详细信息

门座起重机(以下简称“门机”)是广泛应用于港口、船厂等场所的典型回转类起重机,主要用于完成货物的搬运和装卸作业。回转支承是连接门机回转及非回转部分的关键结构,其重要性不言而喻。经过调研发现我国各港口大型门机回转支承在设计寿命之前,其大齿圈就产生了普遍性断齿现象,断齿率高达30%左右,导致回转支承失效,维修成本和经济损失巨大。产生此类失效问题的门机主要参数为:额定起重量400t,最大幅度385m,起升高度40m以上。该类门机大批量出现相似性失效现象,可以排除由设备不良作业工况的因素造成,应该从设计、制造及安装等方面寻找失效原因。通过分析门机设计过程,发现传统方法是把回转支承所受的载荷,转化为当量轴向载荷及当量倾覆力矩,再依据承载能力曲线图对回转支承进行选型。这种设计并未对回转支承轮齿间的相对位移进行计算,该位移会造成驱动小齿轮与回转支承大齿圈的轴线不平行,影响轮齿间的啮合关系,从而引起大齿圈断齿故障。在安装回转驱动机构时,制造企业根据空载状态下保证小齿轮与大齿圈的啮合关系,而在额载状态下,小齿轮产生相对位移,造成轮齿间不良啮合,这也是引起断齿的原因之一。本文以MQ4038型门机为研究对象,对回转支承大齿圈断齿故障原因进行分析研究。该类门机圆筒结构较高,采用三排滚柱式回转支承。通过建立转台结构、回转支承及圆筒结构装配体有限元模型,分析小齿轮与大齿圈相对位移关系及大齿圈轮齿受力性质。在额载工况下,小齿轮与大齿圈的相对位移使二者轴线产生夹角,引起大齿圈啮合处轮齿挤压现象,长期的挤压会加速轮齿疲劳,造成大齿圈轮齿断裂。采用动态数据采集仪和电阻应变仪,分别对小齿轮与大齿圈位移、圆筒结构应力进行试验验证分析,试验结果与有限元分析结果相吻合。为了减少轮齿间的相对位移,提出两种改善方案,一是采用有限元Design Exploration模块,对圆筒结构刚度进行改善设计,改善后,保证了轮齿间的良好啮合关系;二是通过额载工况下小齿轮轮齿上下端面位移偏差值与标准规定的齿侧间隙值进行比对,来量化确定小齿轮与大齿圈的啮合关系,达到小齿轮的正确装配目的。本文主要研究成果如下:(1)提出了大型门机回转支承设计选型后,在额载工况下,对小齿轮与大齿圈之间的相对位移进行有限元建模计算,确定轮齿啮合关系;(2)根据有限元分析齿轮间相对位移结果,提出了圆筒结构刚度校核设计方法,实现轮齿良好啮合;(3)在回转驱动小齿轮安装时,提出了应该根据额载工况下的位移值来量化确定小齿轮与大齿圈的啮合关系,进行合理安装。

关键词：门机回转支承位移设计缺陷有限元

城市流浪乞讨人员救助管理制度的设计缺陷及改进途径

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城市流浪乞讨人员救助管理制度的设计缺陷及改进途径

作者：马欢暨南大学

学位级别：硕士

城市流浪乞讨现象是一个不容忽视的社会现象,我国在经历了收容遣送到救助管理的制度完善过程之后,却仍然存在着救助人员主动救助和救助对象拒绝救助的矛盾。这是一个让人深思的问题。本文主要从理论和实践两个角度分析了城市流浪乞讨人... 详细信息

城市流浪乞讨现象是一个不容忽视的社会现象,我国在经历了收容遣送到救助管理的制度完善过程之后,却仍然存在着救助人员主动救助和救助对象拒绝救助的矛盾。这是一个让人深思的问题。本文主要从理论和实践两个角度分析了城市流浪乞讨人员救助管理制度的设计缺陷。从理论上,主要是基于制度人假设,对城市流浪乞讨人员、施舍者以及政府三方的关系进行梳理,并从制度的二重结构上来分析制度的功能。从实践的角度,首先分析了政策的演进过程,从收容遣送到救助管理再到限制乞讨的地方性法规的出台,指出这一过程中存在的政策惯性和多种的不平衡关系。在一系列分析的基础上,本文从解放初期北平整理乞丐的决策、美国同情心的悲剧以及美国的社会救助制度的经验中得出了相应的政策建议：发展经济,实现区域经济平衡发展;完善社会保障制度;微观层面的具体政策操作。

关键词：救助管理设计缺陷改进

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产品设计缺陷及其判定的法律研究

产品设计缺陷及其判定的法律研究

作者：赵俊丰华中科技大学

学位级别：硕士

随着社会的发展,我国产品设计缺陷案件呈井喷之势,并由于其复杂性而成为疑难问题。在产品责任中,如何去认定产品具有缺陷是世界性难题。并且缺陷的认定对于责任的判定是具有决定性意义的。从我国现行法律来看,关于产品缺陷多是笼统的规... 详细信息

随着社会的发展,我国产品设计缺陷案件呈井喷之势,并由于其复杂性而成为疑难问题。在产品责任中,如何去认定产品具有缺陷是世界性难题。并且缺陷的认定对于责任的判定是具有决定性意义的。从我国现行法律来看,关于产品缺陷多是笼统的规定如只规定“产品缺陷”一词,对于详细的分类则只字未提。此外,对于产品存在设计缺陷的判断标准,我国目前的做法是以“产品具有不合理的危险”和“产品不符合国家标准和行业标准”等作为判定的依据。此认定标准由于具有模糊性因而可操作性差,故而无法有效的对缺陷产品进行认定。此外,我国司法审判实践中针对产品缺陷案件一律适用严格责任原则的做法也具有局限性,不足以适应现代社会的要求,同时裁判说理也不充分。针对这样的情境,我国可以借鉴美国产品责任法中的相关做法予以完善。具体来说:首先,对缺陷类型进行分类。此时,应参考比较法上比较成熟的做法,具体可以将缺陷类型分为制造缺陷、设计缺陷、警示缺陷等缺陷类型。其次,在产品设计缺陷的判断标准上,将“风险——效用”标准作为判断标准并引入合理的可替代设计,进而更加准确的判断产品是否具有缺陷。最后,对设计缺陷适用过失责任原则,而非一律适用严格责任原则归责。对设计缺陷适用过失责任原则,对制造缺陷则依旧适用严格责任原则。本文以比较法的视角,针对产品设计缺陷问题,从涵义、类型、归责原则、判断标准等方面,分别将发达国家与我国的相关理论与做法进行阐述。进而提出完善我国产品设计缺陷问题的思路,以期从理论与实务两个层面来进一步夯实我国关于产品设计缺陷判定的相关理论基础并对下一步的完善打下良好基础。本文的主要内容为以下六个部分:第一部分:导论。此部分主要包括以下内容:首先,研究内容概述。此部分主要是对我国产品设计缺陷的理论与实践中的现状进行一个综述;其次,国内外研究综述。此部分主要将国内外关于产品设计缺陷及其判定的相关研究成果的介绍;再次;研究目的及意义。在这部分则主要介绍了本次学位论文写作的目的和意义,目的就是探讨如何去更加合理的判定产品具有设计缺陷,意义是对产品设计缺陷的判定提出了一些自己的看法进而为我国产品设计缺陷判定的完善贡献自己的一份力量;最后,研究内容和方法。主要介绍了论文研究的主要内容即产品缺陷概述、比较法上产品设计缺陷的概念及其判定、我国产品设计缺陷的类型及其判定、在现代产品责任背景下关于产品设计缺陷判定的发展、我国关于产品设计缺陷的法律规范与司法实践中的做法及其不足与完善等内容。第二部分:产品缺陷概述。此部分主要包括以下内容:首先,比较法上产品缺陷的含义与分类。主要介绍了比较法上各个国家对于产品缺陷的定义及其分类;其次,我国产品缺陷概念的争论及其在理论与实践中的类型。主要介绍了我国关于产品缺陷概念上的争论以及我国在理论上和司法实践中对产品缺陷是如何分类的。第三部分:比较法上产品设计缺陷的概念及其判定。此部分主要包括以下内容:首先,比较法上产品设计缺陷的含义与类型。主要介绍了比较法上各个国家对于产品设计缺陷含义的规定及其类型;其次,比较法上产品设计缺陷适用的归责原则及其理由。主要介绍了比较法上各个国家关于产品设计缺陷适用归责原则的演变及其理由;再次,比较法上产品设计缺陷的判断标准。主要介绍了比较法上各个国家关于产品设计缺陷判断标准。其中重点介绍了如消费者期望标准、风险——效用标准、贝克两分法标准;最后,合理的替代设计。主要介绍了合理的替代设计的实质以及合理的替代设计在美国产品责任法中的运用。第四部分:我国产品设计缺陷的类型及其判定。此部分主要包括以下内容:首先,我国关于产品缺陷类型的相关法律规范介绍;其次,我国产品设计缺陷的归责原则;最后,我国产品设计缺陷的判断标准。第五部分:在现代产品责任法背景下关于设计缺陷判定的发展。此部分主要包括以下内容:首先,产品设计缺陷适用归责原则的发展:对严格责任的质疑;其次,产品设计缺陷判断标准的发展:“风险——效用”标准的运用。第六部分:我国产品设计缺陷判定中存在的不足与完善。在此部分主要介绍了以下内容:首先,产品缺陷认定的理论争议与实务上的缺失;其次,对我国产品设计缺陷及其判定中存在不足的完善。综上所述,本文的写作思路是“提出问题——分析问题——解决问题”,由理论与司法审判实务中遇到的问题,提出产品设计缺陷的判定之问题。从概念入手,用比较法的视角分析我国的产品缺陷判定上的不足。最后,用比较法上成熟的理论成果“风险——效用”规则的合理引入解决我国产品设计缺陷的判定难题。并且摒弃产品责任归责原则的绝对化。对产品的设计缺陷适用过失责任原则,对制造缺陷适用严格责任原则。

关键词：设计缺陷严格责任过失责任风险——效用合理替代设计