基于特征的双肘杆伺服压力机lca方法研究

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1、上海交通大学硕士学位论文基于特征的双肘杆伺服压力机LCA方法研究硕士研究生：刘宇学号：1120209305导师：于随然教授申请学位：工程硕士专业学位学科：机械工程所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年2月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterResearchonFeature-basedLCAMethodforDouble-knuckleServoPressCandidate

2、：LiuYuStudentID:1120209305Supervisor：Prof.YuSui-ranAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：Feb,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论

3、文基于特征的双肘杆伺服压力机LCA方法研究摘要近些年来，我国装备制造业飞速发展，但随之带来了资源消耗和环境排放方面的问题，尤其在全球气候变暖的背景下，如何有效进行“低碳”的绿色设计成为了今后研究的重点和趋势。生命周期评价（Lifecycleassessment,LCA）作为一种环境影响评价工具，在国内外被广泛应用于各类产品，并得到了越来越多的关注，因此将其运用到压力机的研究中有着重要的现实意义。但是传统LCA方法的数据清单收集量过于繁杂，没有考虑到产品在设计和制造阶段具有某些可以提取的相似属性。本研究针对这个

4、问题，将基于特征的思想运用到LCA研究中，进行了以下工作：首先构建了面向LCA的产品数据信息模型，由CAD、CAPP以及基于特征的LCA系统组成。对面向伺服压力机LCA的特征进行了定义和分类，在传统LCA方法的基础上，清单分析环节新增特征选择、提取和转换等步骤，完成了基于特征LCA方法的总体框架。以典型LCA建模过程为例，着重阐述CAD、CAPP系统中的特征信息，通过原材料输入、能量物料消耗输入、典型工艺输入以及排放物输出等中间转换参数，经过转换计算成为生命周期清单（Lifecycleinventory,LC

5、I）结果的一般化特征转换模型。其次选择具有代表性的温室气体排放作为LCA的评价指标，从伺服压力机制造阶段涉及的原材料制备、焊接、铸造、锻造、机械加工等工艺入手，定性分析各工艺的碳排放类型和来源，在此基础上完成了它们的特征转换模型。通过公式明确表达出CAD、CAPP提供的设计和制造特征向LCI的转换过程。由于制造工艺具有通用性，本章建立的转换模型不仅对伺服压力机零件，对其他研究对象也是适用的。I上海交通大学硕士学位论文最后以双肘杆伺服压力机为例，具体说明基于特征LCA方法的应用过程。按照步骤首先明确研究目的和系

6、统边界，再依次分析制造阶段、运输与使用阶段和废弃处理阶段的碳排放。通过从CAD、CAPP系统提取到的相关特征参数以及特征转换模型，计算出全生命周期的等效碳排放，并利用SimaPro软件建模，得到清单结果进行对比核算,从而验证模型的科学性。采取Ecoindicator-99方法进行生命周期影响评价（Lifecycleimpactassessment,LCIA）。清单结果表明使用阶段碳排放占总量的97.4%，从压力机的驱动技术入手，实现工作过程的节能对碳排放有着至关重要的意义。制造阶段的主要来源是原材料制备环节，

7、说明在满足功能和刚度的前提下，进行轻量化设计也是减轻碳排放的有效途径。关键词：LCA，双肘杆伺服压力机，特征，CAD/CAPP，碳排放II上海交通大学硕士学位论文RESEARCHONFEATURE-BASEDLCAMETHODFORDOUBLE-KNUCKLESERVOPRESSABSTRACTInrecentyears,theequipmentmanufacturingindustryhasdevelopedrapidlyinChina,whichbringstheproblemsonresourcecon

8、sumptionandenvironmentalemissionsinthemeantime.Underthebackgroundofglobalwarming,howtotakelowcarbondesignbecomesthefocusandtrendoffutureresearch.Lifecycleassessmentiswidelyusedinallkindsofproductsathom