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汽车散热器芯体装配机压装部有限元分析及优化设计
| 论文题名： | 汽车散热器芯体装配机压装部有限元分析及优化设计 |
| 关键词： | 汽车散热器;芯体装配机;压装部;有限元分析;结构优化 |
| 摘要： | 随着汽车行业的发展，汽车散热器芯体装配机在汽车零配件生产制造中应用广泛。国内传统的装配机多以半自动或手动装配为主，散热器装配质量和精度难以保证，因此开发了具有自主知识产权的新一代全自动汽车散热器芯体装配机。而在样机生产之前，通过仿真模拟整机和部件的性能以识别样机的薄弱环节和对其优化设计就非常必要。 本文以自主研发的汽车散热器芯体装配机压装部为研究对象，通过有限元分析法和多目标优化方法对其进行结构分析和优化设计，主要内容包括： 1.阐述了自主研发的散热器芯体装配机压装部的结构、工作原理和主要的技术参数，利用模块法将压装部分为拍压整平模块、压装扩口模块和机身模块三个部分，并提出了结构的有限元分析方案。 2.建立了装配机压装部三个模块的参数化模型，分析了各模块的受力情况并建立有限元分析模型。利用ANSYS Workbench Environment（AWE）软件，对各个模块的结构进行了静力分析和模态分析，得到了结构的应力、位移分布和固有频率、振型等动态特性参数，分析结果表明结构设计合理。并以装配精度要求为前提，分析了装配机压装部中影响装配精度的关键零部件位置的变形情况，其中影响工件平整度的拍压整平模块中整平板Z向变形量和机身模块中工作台平面Z向变形量分别为1.09×10-5m和1.09×10-6m，总变形量满足平整度要求（5×10-5m）；影响主板压装和扩口位置的左、右两侧主板模Z向变形量及侧板模X向的变形量分别为2.24×10-5m、1.09×10-5m和2.6×10-6m，总变形量低于位置精度要求（5×10-5m）。 3.选取装配机压装部中主要结构尺寸和位置尺寸作为设计变量，以影响装配精度的关键零部件位置的变形量、结构重量为优化目标，以结构最大等效应力和一阶固频为约束条件，基于多目标遗传算法和响应面法对装配机压装部进行了结构优化设计。优化后拍压整平模块、压装扩口模块和机身模块重量分别减轻8.77％、8.52%和4.31%，并且优化后结构的动静态性能也有所提高。 |
| 作者： | 张圆 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 周海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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