Comprendre l’analyse de tolérance statistique
Définition de l’analyse de tolérance statistique
Une analyse de tolérance statistique consiste à prendre la variation d’un ensemble d’entrées pour calculer la variation attendue d’une sortie d’intérêt. En ingénierie mécanique, la conception d’un produit est composée de plusieurs caractéristiques, chacune ayant des valeurs de tolérance qui contrôlent les aspects variables de ces caractéristiques. L’analyse statistique des tolérances est utilisée pour comprendre comment ces tolérances contribuent aux diverses caractéristiques de performance de la conception.
Empilement des tolérances 1D
La forme la plus simple d’analyse des tolérances est l’empilement des tolérances 1D à direction unique. Un empilement de tolérance 1D est créé en créant une section transversale d’un modèle et en ajoutant les valeurs de tolérance pour chaque caractéristique en ligne droite. La variation de chacune d’entre elles contribue à la sortie/au résultat global.
Analyse du pire cas vs analyse statistique RSS (Root-Sum Squared)
Dans une analyse du pire cas, chaque dimension aura une valeur minimale et maximale qui représente la plage d’acceptabilité pour cette dimension. Worst-Case répond à la question suivante : si je prends la plage maximale sur chaque entrée, quelle est la plage maximale pour la mesure d’intérêt ou le stackup ? Nous traitons donc des limites d’acceptabilité et non de probabilité.
L’analyse statistique RSS (Root-Sum Squared) ne se concentre pas sur les valeurs extrêmes, mais sur la distribution de la variation pour chaque dimension. Chaque dimension aura une distribution unique de valeurs basée sur le processus de fabrication. L’usure des outils, les différences entre les opérateurs, les changements de matériaux et d’environnement contribuent tous à la variation de la valeur de la dimension. Chaque dimension a sa propre courbe de distribution.
Lorsque vous combinez les probabilités pour chaque dimension (chaque courbe séparée), vous obtenez la probabilité pour le total et donc la courbe de distribution du total. L’analyse statistique répond à la question suivante : étant donné la distribution de la variation sur chaque dimension, quelle est la probabilité que ma caractéristique de performance se situe dans des limites acceptables définies. La limite du RSS est qu’il suppose que toutes les entrées sont normalement distribuées et que toutes les caractéristiques de performance ont une relation linéaire avec la dimension. Ces hypothèses ne tiennent pas compte de l’ampleur des conditions qui existent dans les scénarios typiques rencontrés dans la fabrication.
Analyse de tolérance de second ordre
Parce que les méthodes de fabrication varient pour différents types de pièces, les moments de distribution ou les paramètres changent également. Le RSS n’utilise que l’écart-type et n’inclut pas les moments supérieurs d’asymétrie et d’aplatissement qui caractérisent mieux les effets de l’usure des outils, du vieillissement des formes et d’autres scénarios de fabrication typiques. L’analyse de tolérance de second ordre incorpore tous les moments de la distribution :
L’analyse de tolérance de second ordre est également nécessaire pour déterminer ce que sera votre sortie lorsque la fonction d’assemblage n’est pas linéaire. Dans les scénarios typiques de l’ingénierie mécanique, les ajustements cinématiques et autres comportements d’assemblage entraînent des fonctions d’assemblage non linéaires. Les calculs de second ordre sont beaucoup plus complexes, les calculs à la main ne sont donc pas conseillés, mais la précision des calculs est grandement améliorée et devient viable dans le cadre d’un logiciel d’analyse de tolérance.
Résumé de l’analyse statistique de tolérance pour une utilisation pratique
Le choix de la méthode d’analyse de tolérance est basé sur de nombreux facteurs, mais le peut être résumé comme « Quelle méthode correspond le mieux au processus de fabrication et d’inspection de l’assemblage ». Pour les problèmes d’ajustement simples, un empilement 1D peut être suffisant. Le RSS est suffisant pour le petit nombre de scénarios où les entrées sont normales et les relations d’assemblage sont linéaires. Pour tous les autres scénarios, l’analyse de tolérance de second ordre est nécessaire pour aborder le monde réel de la fabrication.
Comment les solutions de formation du logiciel de Sigmetrix & permettent aux ingénieurs & concepteurs de calculer une analyse de tolérance statistique précise ?
Nos systèmes sont conçus pour s’intégrer dans les principaux environnements de cad 3D dans lesquels les fabricants conçoivent des pièces et des assemblages. Leur permettant d’utiliser les rapports de tolérancement des dimensions géométriques & pour créer des analyses de tolérances et des variations efficaces pour des produits viables. Créant ainsi une méthode de modélisation précoce avant la production et l’assemblage pour un retour sur investissement accru créant le besoin d’un logiciel GD&T de renommée mondiale. Pour plus d’informations sur la relation entre la qualité et la rentabilité dans la fabrication, cliquez ici, ou lisez nos livres blancs et nos études de cas tout au long du site web.