基于QFD和FMEA的民机起落架需求分析和概念设计

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民机作为现代常用出行交通工具,一直是研究的重点,而起落架是飞机的一个极其重要的组成部分,它的工作状况对飞机的运行安全造成了直接影响。但是,目前民机起落架的设计工作主要集中在局部的结构、机构、系统可靠性以及可靠性方面算法的改进等方面,对于以起落架的需求和预防故障为出发点的概念设计研究尚未涉及。在这种情况下,本文尝试结合质量功能展开QFD和故障模式与影响分析FMEA方法应用到民机起落架的研究工作中,进行民机起落架的需求分析和概念设计。质量功能展开QFD是一种面向产品设计开发的系统方法,它所具有的特点是能够将主观的顾客需求转化成为客观的产品设计方案,在新产品的设计和旧产品的改进中都得到了很大的应用进展。到目前为止,鲜有研究将QFD应用到航空产品上,顾客的需求在航空制造业并没有得到和其他行业一样的重视。故障模式与影响分析FMEA在设计中将产品尽可能全面的潜在故障层层展开的方法,将故障发生的机理、频度和影响都清晰呈现,达到规避以后使用中风险的目的。它以风险优先系数RPN为根据来分别采用不同安全管制措施,已经在航空航天、机械工业等行业的风险评估与预防方面得到了广泛应用与研究。本文构建了基于QFD和FMEA的需求分析和概念设计方法框架,首先应用QFD方法,对需求进行分析和转换,利用质量屋Ho Q模型,逐层转换,分别得到技术特性分析结果和关键零部件的权重及重要度排序。然后应用FMEA方法,对民机起落架系统进行故障分析,得到优化风险优先系数,并在此基础上,计算出修正系数F,将修正系数F引入QFD分析结果中,最终得到民机起落架需求分析和概念设计结果,此结果同时满足了设计需求及安全性,更加具备整体性。本文从民机起落架的需求和故障模式等方面开始展开研究,将QFD和FMEA结合,利用它们的相似性与互补性,辅以粗糙数、二元语义和熵权法加以优化,将二者结合的方法应用到起落架的方案设计中,能够为起落架设计优化和安全性保障提供参考。
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