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六西格瑪設計機車車鉤支架項目階段內容

在項目設計中，六西格瑪設計應用的工具和方法主要包括:

(1)定義階段的質量功能開發(fā)；

②測量階段質量關鍵點的細分；

③分析階段的皮尤矩陣、記分卡、設計失效模式和效果分析；

④設計和優(yōu)化階段的實驗設計分析(Mini.ab)和水晶球；

⑤驗證階段記分卡(更新)、設計失效模式及效應分析(更新)、設計余量計算器等。

1./機車車鉤支架kloc-1/工程質量要點

使用質量功能的QDF工具分析和確定項目的質量關鍵點，如表1所示。根據(jù)該表分析，靜載荷應力和焊接應力是設計重點。

根據(jù)企業(yè)標準和EN12663-1 (2010)，質量關鍵點定義如下:

①車鉤支架母材的靜載應力應小于461.95 MPa

②車鉤支架焊縫的疲勞應力應小于91。02兆帕；

③設計目標為六西格瑪過程能力指數(shù)Zst>6。

2.六西格瑪設計機車車鉤支架關鍵點細分測量系統(tǒng)

(1)通過細分質量關鍵點，將影響因素細分為支架的厚度、寬度、長度(不變)、材料強度(不變)、焊縫高度和焊縫長度，如表2所示。

(2)利用有限元分析軟件，模擬車鉤支架的受力情況。為了確保模擬的準確性，在本項目中使用4節(jié)點殼單元進行建模，如圖2所示。

3.六西格瑪設計機車車鉤支架項目分析階段

3-1概念設計和選擇

在滿足使用功能的前提下，我們構建了四個概念設計，如圖3所示。通過Pew矩陣(表3)，選擇方案D為最佳設計方案。

3-2 六西格瑪記分卡

根據(jù)設定的質量關鍵點，初步建立六西格瑪設計計分卡，如表4所示。

3-3項目產品系統(tǒng)參數(shù)圖

根據(jù)車鉤支架的作用和控制因子與噪聲因子的關系，建立系統(tǒng)參數(shù)圖，如圖4所示。

3-4故障模式和影響分析

表5列出了故障模式和影響分析，最高RPN是故障模式1和模式2。因此，在耦合器材料選定之后，其幾何尺寸和焊接尺寸被定義為主要控制因素。

4 六西格瑪設計機車車鉤支架項目設計和優(yōu)化階段

4-1設計參數(shù)模型

車鉤支架的設計參數(shù)模型如圖7所示。t、H和L分別是支架厚度、高度和寬度。焊縫高度為Z，長度等于支撐高度為h .參數(shù)，l為常數(shù)，Z=0。75 x T(雙面焊接)。

4-2實驗設計和優(yōu)化

根據(jù)前面的分析，確定支架靜載強度和焊縫疲勞強度的兩個主要影響因素為T(或Z)和h。

(1)對于質量關鍵點1，滿足靜載荷下的應力值。

①根據(jù)控制因素的厚度和高度，分別選取4個水平和s個水平，用有限元軟件進行應力分析，結果列于表6。②通過回歸分析，得出應力值與控制因子的函數(shù)關系:S1=121 O11-'73 294XT-3 552RXH。

③描述性統(tǒng)計Minitab軟件分析，計算出的p為0。423>0.O5(原始假設概率值)。在95%剩余置信度的條件下，函數(shù)呈正態(tài)分布，從而證實了函數(shù)關系的有效性，如圖6所示。

④根據(jù)應力低、重量輕、成本低原則，選擇一組厚度T=8 mm、高度H = 264 mtn、靜載應力396。5兆帕(< 461。95兆帕)。此時，根據(jù)公司內部設計標準，T和H的標準差為0。013和0。033，而水晶球軟件計算的平均應力和標準差為420。4兆帕(60 979。13磅/平方英寸)和6。627兆帕(961。21磅/平方英寸)。

(2)對于質量關鍵點2，焊縫處的載荷滿足應力值。

①根據(jù)控制因素的厚度和高度，分別選取三個水平和五個水平，用有限元軟件進行應力分析，結果見表7。

②通過回歸分析，得出壓力與控制因素的函數(shù)關系:S2 = 41 382-18 763 x Z-3 556xh+108x h

Minitab軟件描述性統(tǒng)計分析顯示，計算的p為0。516>0.05(原來假設的概率值)。在95%剩余置信度的條件下，函數(shù)呈正態(tài)分布，從而證實了函數(shù)關系的有效性，如圖7所示。

④根據(jù)低應力、輕量化、低成本的原則原則并考慮設計余量，選取一組厚度Z = 6 mm、高度H=264mm，焊縫最大疲勞應力為88 MPa (< 91。2 MPa)。此時，根據(jù)公司內部設計標準，z和n的標準差為0。013和0。033，而水晶球軟件計算的平均應力和標準差為80。369兆帕(11 656。58磅/平方英寸)和1.575兆帕(254.84磅/平方英寸)。

好了，機車車鉤支架的六西格瑪設計項目分析階段和設計優(yōu)化階段就分享到這里，機車車鉤支架的六西格瑪設計項目驗證階段下周四分享。

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