Vekil modeller kullanılarak etkin tolerans analizi

Abstract

Günümüzdeki rekabetçi ortamda düşük maliyetli ve kaliteli ürünler sunmak en önemli hedeflerden biri haline gelmiştir. Kaliteyi düşürmeden üretim maliyetlerini aşağı çekmek birçok disiplinin bir arada çalışmasıyla mümkün olur. Üretim toleransları kontrol edildiği sürece çok etkin bir şekilde maliyetleri hızla düşürmek mümkündür. Günden güne artan bilgisayar gücüyle birlikte modelin artan karmaşıklığı ve tolerans detayları, tolerans analizini zorlaştırmaktadır. Son yıllarda zahmetli geleneksel analiz kodları/yöntemleri yerine, daha hızlı ve aynı zamanda güvenilir model veya benzetimler kullanılmaya başlanmıştır. Çeşitli alanlarda sıkça kullanılan vekil modeller, düşük hesapsal maliyetleri ve güvenilir sonuçları nedeniyle, zahmetli ve hesapsal maliyeti yüksek geleneksel çözüm yöntemleri yerine kullanılmaktadır. Bu çalışmada, vekil modellerin tolerans analizinde etkin bir şekilde uygulanabilir olduğunu göstermek amaçlanmıştır. Geleneksel tolerans analiz yöntemleri olan WC, RSS ve MCS ile bu çalışmada önerilen yanıt yüzey ve Kriging vekil modelleri tabanlı tolerans analizi yöntemleri, doğrusal olmayan iki boyutlu bir örnek problem ve üç boyutlu daha karmaşık bir örnek problem üzerinde uygulanmıştır. Vekil model tabalı tolerans analizi yöntemlerinin geleneksel tolerans analizi yöntemlerinden daha etkin olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, Kriging modeli ile yapılan tolerans analizinin yanıt yüzey modeli ile yapılan tolerans analizinden daha doğru sonuçlar verdiği gözlenmiştir.

Producing low cost products with high quality has become one of the most important goals of the production in today's competitive world. Decreasing production costs without increasing quality loss is possible through working in a multi disciplinary manner. As long as the manufacturing tolerances are controlled, the production costs can efficiently be reduced. Continuing growth of computing power and speed increases the complexity of assembly models and tolerance details, thereby the tolerance analysis becomes difficult. In the last decades, inexpensive yet reliable models or simulation techniques have become available in place of overwhelming traditional computer analysis codes/techniques. Surrogate models, which are widely used in many research fields, are usually used in place of overwhelming and computationally expensive traditional methods, due to their low computational cost and reliable solutions. In this study, the main objective is to show that surrogate models are suitable for tolerance analysis. Traditional torelance analysis methods such as WC, RSS and MCS along with response surface model and Kriging surrogate model based tolerance analysis methods are applied on a two dimensional nonlinear example problem and three dimensional example problem which is more complicated than the two-dimensional problem. It is observed that the surrogate based tolerance analysis methods are more efficient than the traditional tolerance analysis methods. It is also observed that Kriging based tolerance analysis is more accurate than response surface based tolerance analysis.