本文關(guān)鍵詞：基于特征的雙肘桿伺服壓力機(jī)LCA方法研究

  更多相關(guān)文章： LCA 雙肘桿伺服壓力機(jī) 特征 CAD/CAPP 碳排放

【摘要】：近些年來,我國裝備制造業(yè)飛速發(fā)展,但隨之帶來了資源消耗和環(huán)境排放方面的問題,尤其在全球氣候變暖的背景下,如何有效進(jìn)行“低碳”的綠色設(shè)計成為了今后研究的重點(diǎn)和趨勢。生命周期評價(Life cycle assessment,LCA)作為一種環(huán)境影響評價工具,在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品,并得到了越來越多的關(guān)注,因此將其運(yùn)用到壓力機(jī)的研究中有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。但是傳統(tǒng)LCA方法的數(shù)據(jù)清單收集量過于繁雜,沒有考慮到產(chǎn)品在設(shè)計和制造階段具有某些可以提取的相似屬性。本研究針對這個問題,將基于特征的思想運(yùn)用到LCA研究中,進(jìn)行了以下工作:首先構(gòu)建了面向LCA的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息模型,由CAD、CAPP以及基于特征的LCA系統(tǒng)組成。對面向伺服壓力機(jī)LCA的特征進(jìn)行了定義和分類,在傳統(tǒng)LCA方法的基礎(chǔ)上,清單分析環(huán)節(jié)新增特征選擇、提取和轉(zhuǎn)換等步驟,完成了基于特征LCA方法的總體框架。以典型LCA建模過程為例,著重闡述CAD、CAPP系統(tǒng)中的特征信息,通過原材料輸入、能量物料消耗輸入、典型工藝輸入以及排放物輸出等中間轉(zhuǎn)換參數(shù),經(jīng)過轉(zhuǎn)換計算成為生命周期清單(Life cycle inventory,LCI)結(jié)果的一般化特征轉(zhuǎn)換模型。其次選擇具有代表性的溫室氣體排放作為LCA的評價指標(biāo),從伺服壓力機(jī)制造階段涉及的原材料制備、焊接、鑄造、鍛造、機(jī)械加工等工藝入手,定性分析各工藝的碳排放類型和來源,在此基礎(chǔ)上完成了它們的特征轉(zhuǎn)換模型。通過公式明確表達(dá)出CAD、CAPP提供的設(shè)計和制造特征向LCI的轉(zhuǎn)換過程。由于制造工藝具有通用性,本章建立的轉(zhuǎn)換模型不僅對伺服壓力機(jī)零件,對其他研究對象也是適用的。最后以雙肘桿伺服壓力機(jī)為例,具體說明基于特征LCA方法的應(yīng)用過程。按照步驟首先明確研究目的和系統(tǒng)邊界,再依次分析制造階段、運(yùn)輸與使用階段和廢棄處理階段的碳排放。通過從CAD、CAPP系統(tǒng)提取到的相關(guān)特征參數(shù)以及特征轉(zhuǎn)換模型,計算出全生命周期的等效碳排放,并利用SimaPro軟件建模,得到清單結(jié)果進(jìn)行對比核算,從而驗(yàn)證模型的科學(xué)性。采取Ecoindicator-99方法進(jìn)行生命周期影響評價(Life cycle impact assessment,LCIA)。清單結(jié)果表明使用階段碳排放占總量的97.4%,從壓力機(jī)的驅(qū)動技術(shù)入手,實(shí)現(xiàn)工作過程的節(jié)能對碳排放有著至關(guān)重要的意義。制造階段的主要來源是原材料制備環(huán)節(jié),說明在滿足功能和剛度的前提下,進(jìn)行輕量化設(shè)計也是減輕碳排放的有效途徑。
【關(guān)鍵詞】：LCA 雙肘桿伺服壓力機(jī) 特征 CAD/CAPP 碳排放
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH16
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 選題背景與意義10-11
• 1.2 生命周期評價方法11-14
• 1.2.1 方法框架12-13
• 1.2.2 需解決的問題13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 有關(guān)伺服壓力機(jī)的研究14-15
• 1.3.2 有關(guān)基于特征思想的研究15-16
• 1.3.3 有關(guān)LCA方法應(yīng)用的研究16-18
• 1.4 論文的創(chuàng)新點(diǎn)18-19
• 1.5 論文的基本框架19-21
• 第二章 基于特征的LCA方法模型21-36
• 2.1 面向LCA的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息模型21-23
• 2.2 面向伺服壓力機(jī)LCA的特征定義與分類23-26
• 2.2.1 特征定義23
• 2.2.2 特征分類23-26
• 2.3 基于特征的LCA方法框架26-28
• 2.4 面向典型CAD、CAPP和LCA系統(tǒng)的特征轉(zhuǎn)換模型28-35
• 2.4.1 CAD系統(tǒng)提供的設(shè)計特征28-30
• 2.4.2 CAPP系統(tǒng)提供的制造特征30-31
• 2.4.3 一般化特征轉(zhuǎn)換模型31-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 基于制造工藝的特征轉(zhuǎn)換模型36-61
• 3.1 伺服壓力機(jī)制造過程及典型工藝36-37
• 3.2 制造過程碳排放分析37-42
• 3.3 典型工藝的特征轉(zhuǎn)換模型42-60
• 3.3.1 原材料制備43-44
• 3.3.2 焊接工藝44-48
• 3.3.3 鑄造工藝48-50
• 3.3.4 鍛造工藝50-53
• 3.3.5 機(jī)械加工工藝53-56
• 3.3.6 熱處理工藝56-58
• 3.3.7 涂裝工藝58-59
• 3.3.8 裝配59-60
• 3.4 本章小結(jié)60-61
• 第四章 基于特征LCA方法的應(yīng)用61-92
• 4.1 研究目的與系統(tǒng)邊界分析61-63
• 4.1.1 研究目的61
• 4.1.2 功能單元61
• 4.1.3 系統(tǒng)邊界61-62
• 4.1.4 假設(shè)條件62-63
• 4.2 生命周期清單分析結(jié)果63-79
• 4.2.1 制造階段清單分析結(jié)果63-76
• 4.2.2 運(yùn)輸與使用階段清單分析結(jié)果76-77
• 4.2.3 廢棄處理階段清單分析結(jié)果77-78
• 4.2.4 生命周期總清單分析結(jié)果78-79
• 4.3 生命周期影響評價分析79-85
• 4.3.1 生命周期影響評價步驟80-81
• 4.3.2 本研究采用的環(huán)境影響評價方法81-82
• 4.3.3 生命周期環(huán)境影響評價結(jié)果82-85
• 4.4 不確定性分析85-91
• 4.4.1 分析方法選擇85-86
• 4.4.2 參數(shù)不確定性程度分析86-87
• 4.4.3 不確定性概率分布函數(shù)87-89
• 4.4.4 不確定性分析結(jié)果89-91
• 4.5 本章小結(jié)91-92
• 第五章 總結(jié)與展望92-94
• 5.1 總結(jié)92-93
• 5.2 展望93-94
• 參考文獻(xiàn)94-99
• 致謝99-100
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文100
• 攻讀碩士期間參與的科研項(xiàng)目100-102

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本文編號：1079070