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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；

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。根據該表分析，靜載荷應力和焊接應力是設計重點。

根據企業標準和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Zst>6。

2.六西格瑪設計機車車鉤支架關鍵點細分測量系統

(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項目產品系統參數圖

根據車鉤支架的作用和控制因子與噪聲因子的關系，建立系統參數圖，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化階段

4-1設計參數模型

車鉤支架的設計參數模型如圖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，l為常數，Z=0。75 x T(雙面焊接)。

4-2實驗設計和優化

根據前面的分析，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關系:S1=121 O11-'73 294XT-3 552RXH。

③描述性統計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，函數呈正態分布，從而證實了函數關系的有效性，如圖6所示。

④根據應力低、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關系:S2 = 41 382-18 763 x Z-3 556xh+108x h

Minitab軟件描述性統計分析顯示，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，函數呈正態分布，從而證實了函數關系的有效性，如圖7所示。

④根據低應力、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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