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原文传递点焊构件焊点布置的优化设计

论文题名：	点焊构件焊点布置的优化设计
关键词：	有限元分析;点焊构件;焊点布置;静强度;车身覆盖件
摘要：	点焊技术作为薄板构件连接的主要方式，以其生产效率高、操作简单、易实现机械自动化的优点而被广泛应用。汽车的车身结构通常是由数千甚至上万个点焊焊点连接构成的一个完整的承载结构，在生产流水线上，因设计或工艺造成焊点布置不合理，将导致无用焊点数目的增加，而每增加一个无用焊点成本将增加3万美元。从力学角度来说，焊点周围有着较严重的应力集中，疲劳裂纹容易形成和扩展。所以对点焊接头的强度进行研究具有重要的意义。车身覆盖件通常都是由多点焊连接，焊接构件截面形状多样，但是焊接区多是两板重叠在一起的平面结构。本文选择两薄板搭接点焊试件为研究对象。在有限元分析计算时，焊点采用刚性梁单元模拟。　　本文研究内容包括以下几个方面：　　 (1)根据自行设计的搭接构件尺寸，在ANSYS中建立几何模型，赋予几何模型板壳单元属性，建立以梁单元表示的焊点单元，完成焊接结构的有限元分析模型。　　 (2)两薄板通过一个焊点相连，建立不同焊点直径的模型，研究焊点大小对构件静强度的影响规律。　　 (3)建立不同搭接长度的点焊模型，研究搭接长度对焊接构件的影响。　　 (4)根据自行设计尺寸建立薄板模型，以从少到多的顺序分别定义若干个均匀分布的焊点，研究焊点间距对焊接构件强度的影响。　　 (5)根据尺寸建立薄板模型，从少到多建立若干排均匀布置的焊点，研究焊点排数对构件强度的影响。　　 (6)考察若干种焊点数固定，布置形式不同的构件，研究焊点布置形式对焊接构件的强度影响。　　 (7)将上述各种情况，用焊接件上最大应力与各种影响因素之一两个变量在MATLAB中进行曲线拟合，曲线直观的表达出在相同载荷下焊接构件的最大应力随不同影响因素的变化规律。　　最后，总结本论文研究工作的主要结论，并对后续值得深入研究的工作进行了探讨。
作者：	祁建
专业：	机械设计及理论
导师：	谢里阳
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文