基于QFD與TRIZ的車用吸附天然氣儲存裝置設(shè)計與研究

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國汽車的保有量逐年劇增,汽車的增多在為人們提供方便的同時也帶來了一些負(fù)面的問題。其一,汽車的主要燃料是汽油,其排放物對我們周圍的環(huán)境造成了越來越嚴(yán)重的污染；其二,由于石油儲量的日益減少,汽油的價格一路攀升,人們使用汽車的負(fù)擔(dān)再在不斷增大。相對于汽油來所,天然氣價格便宜,對環(huán)境的污染也小很多。因此,開發(fā)合適的車用天然氣儲存系統(tǒng),將天然氣代替汽油作為汽車燃料具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。 通過分析對比壓縮天然氣、液化天然氣和吸附天然氣三種儲存方式后發(fā)現(xiàn),吸附天然氣具有儲量足夠大、儲存壓力小等特點(diǎn),比其它兩種方式在車用方面更具優(yōu)勢。但目前吸附天然氣的儲存裝置大多仍然采用壓縮天然氣的普通鋼瓶,不能解決吸附天然氣作為汽車燃料的一些弊端問題,限制了吸附天然氣在車用方面的發(fā)展。 為了開發(fā)一種新的車用吸附天然氣儲存裝置,本文引進(jìn)了質(zhì)量功能展開(QFD)技術(shù)和發(fā)明問題解決理論(TRIZ)兩種技術(shù)方法。QFD技術(shù)是一種以滿足顧客需求為依據(jù),以提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力為目標(biāo)的管理式設(shè)計方法。其設(shè)計理念是使用規(guī)范化的質(zhì)量屋分析模型為依托,先后對產(chǎn)品的概念設(shè)計進(jìn)行需求分析、質(zhì)量展開、零件展開、工藝展開和生產(chǎn)計劃幾個階段的管理設(shè)計,以使產(chǎn)品達(dá)到一次性設(shè)計成功。產(chǎn)品的創(chuàng)新勢必引起矛盾的產(chǎn)生,QFD能夠良好的指導(dǎo)設(shè)計過程,但不能解決設(shè)計過程中出現(xiàn)的各種矛盾問題,而TRIZ正是基于定義分析矛盾、解決矛盾來達(dá)到創(chuàng)新設(shè)計的一種發(fā)明創(chuàng)新方法。兩種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn),集成它們的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計正是現(xiàn)代設(shè)計理論與方法中較為熱門的研究方向之一 本文即是在結(jié)合QFD與TRIZ優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了集成兩種方法的產(chǎn)品概念設(shè)計模型。利用此設(shè)計模型,控制本次產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量,指導(dǎo)產(chǎn)品的穩(wěn)健性、創(chuàng)新性設(shè)計過程。在概念設(shè)計成型的基礎(chǔ)上利用三維實(shí)體建模軟件SolidWorks對車用吸附天然氣的儲存裝置進(jìn)行了實(shí)體建模,并運(yùn)用該軟件對天然氣儲存裝置主體部分做了應(yīng)力有限元分析,以確定其性能指標(biāo)達(dá)到安全要求。 【關(guān)鍵詞】：吸附天然氣 QFD TRIZ 概念設(shè)計 實(shí)體建模 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：U463
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 車用天然氣儲存技術(shù)概述10-12
• 1.3 現(xiàn)代創(chuàng)新設(shè)計理論與方法12-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 吸附天然氣儲存原理與現(xiàn)狀16-25
• 2.1 ANG儲存技術(shù)原理與特點(diǎn)16-17
• 2.2 ANG吸附劑的研究現(xiàn)狀17-20
• 2.2.1 活性炭吸附劑的結(jié)構(gòu)特性研究18-19
• 2.2.2 高效活性炭吸附劑研發(fā)現(xiàn)狀19-20
• 2.3 ANG儲存技術(shù)熱效應(yīng)研究現(xiàn)狀20-22
• 2.4 車用ANG儲存罐設(shè)計研究現(xiàn)狀22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 基于QFD與TRIZ集成的概念設(shè)計研究25-45
• 3.1 引言25-26
• 3.2 QFD概述與基本原理26-33
• 3.2.1 QFD的起源與發(fā)展26-27
• 3.2.2 QFD分析模式的發(fā)展27-28
• 3.2.3 QFD的主要分析模型—質(zhì)量屋28-30
• 3.2.4 質(zhì)量屋的工作流程30-33
• 3.3 TRIZ概述與基本原理33-41
• 3.3.1 TRIZ的起源與發(fā)展33-34
• 3.3.2 TRIZ的主要內(nèi)容34-40
• 3.3.3 TRIZ解決問題流程40-41
• 3.4 QFD與TRIZ集成的概念設(shè)計模型的建立41-44
• 3.4.1 QFD、TRIZ與六西格瑪設(shè)計41-42
• 3.4.2 QFD與TRIZ集成的概念設(shè)計模型42-43
• 3.4.3 QFD與TRIZ集成的概念設(shè)計工作流程43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 吸附天然氣儲存裝置概念設(shè)計與實(shí)體建模45-64
• 4.1 顧客質(zhì)量需求的確定及重要度分析45-50
• 4.1.1 顧客需求的理解45-46
• 4.1.2 車用ANG儲罐質(zhì)量需求的調(diào)查46-47
• 4.1.3 質(zhì)量需求重要度的確定47-50
• 4.2 基于QFD的ANG儲罐質(zhì)量屋分析50-52
• 4.2.1 工程措施的確定50-51
• 4.2.2 質(zhì)量屋的建立51-52
• 4.3 基于TRIZ的矛盾問題的解決52-57
• 4.3.1 技術(shù)及物理矛盾的確定52-54
• 4.3.2 矛盾的轉(zhuǎn)化與消除54-57
• 4.4 工程措施的參數(shù)設(shè)計與實(shí)體建模57-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 ANG儲罐主體有限元分析64-70
• 5.1 分析模型算例的建立64
• 5.2 定義材料64-65
• 5.3 定義約束與載荷65-66
• 5.4 有限元網(wǎng)格的劃分66
• 5.5 有限元分析計算66-69
• 5.5.1 應(yīng)力安全分析67-68
• 5.5.2 安全系數(shù)分析68
• 5.5.3 生成算列結(jié)果分析報表68-69
• 5.6 本章小結(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-74

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