框架式断路器的触头超程公差仿真分析技术

发布时间:2021-03-31

激烈的市场竞争要求企业在短期内能开发出低 成本、高性能和高质量的产品,因此在产品设计初期阶段企业需要更多地依靠数字化仿真分析工具进行虚拟样机模拟,将产品的缺陷消灭在设计阶段。公差链仿真分析软件(Variation Simulation Analysis,VSA)就是一个基于尺寸链管理的仿真分析工具。VSA 主要采用蒙特卡罗模拟算法,它是一种以概率统计为指导的服从正态分布的数值分析方法。通过对产品制造和装配过程的仿真来预测产品的尺寸质量和偏差源贡献因子,从而判断某一阶段的尺寸公差分配是否能够满足尺寸设计要求并给出可能的整改方案。 断路器动触头超程是断路器的一项重要的静态设计参数,超程太小会影响断路器的回路电阻和电寿命,甚至导致回路不通;超程过大则会影响断路器的开断性能,因此对影响断路器动触头超程的因素进行分析是十分有必要的。本文通过应用公差分析软件VSA对断路器动触头超程进行公差分析,在VSA软件中对模型进行特征创建、定义公差和装配后进行仿真分析,得出影响动触头超程的主要因素,对其尺寸公差进行修正、模拟,得出在现有的制造能力下既能满足设计要求,又能降低生产成本的最佳公差范围。 1 理论基础 蒙特卡罗计算法是一种统计试验法,在非线性设计函数中是最常用和最简单的一种公差分析方法。根据每个尺寸的实际分布,利用随机数发生器生成相应的伪随机数,然后计算设计函数y的值。当得到一定数量的样本后,根据统计公式计算出统计函数y的各阶矩,从而获得有关装配函数的统计特性。VSA 的仿真计算就是采用蒙特卡罗法,是一种以概率统计理论为指导的数值方法。其基本思想是,当所求解问题是某种随机事件出现的概率 或是某个随机变量的期望值时,通过某种“试验”方法,以这种事件出现的频率估计这一随机事件的概率,或者得到这个随机变量的某些数字特征,并将其作为问题的解。蒙特卡罗法中使用最广泛的一类模型就是正态分布。通常情况下,如果一个变量受很多相互独立的随机因素影响,而其中每一个因素的影响都很小,则该变量服从正态分布。描述正态分布需要均值和标准差两个特征值,其密度函数和分布函数的一般形式如下 密度函数 分布函数 式中 μ——均值; σ——标准差。 对于复杂的空间三维模型的公差分析是基于蒙特卡洛在空间矢量环尺寸链基础上进行的。

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