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燃油泵装配失效原因分析与结构改进研究
| 论文题名： | 燃油泵装配失效原因分析与结构改进研究 |
| 关键词： | 汽车工程;燃油泵;装配过程;失效模式;结构改进 |
| 摘要： | 本课题针对某公司开发的一款涡轮式汽车电动燃油泵在实际生产装配过程中出现的质量问题（即产品失效模式）进行了研究。由于正常的研发周期无法满足顾客急迫的要求，因此设计部门决定在一款已经批量生产的成熟产品基础上进行部分结构的重新设计，这种方式可以最大程度上缩短研发周期，其中包括零部件的开发周期、模具设计和制作周期、装配线工装设计和制作周期等等。很快，研发阶段工作结束，新产品在第一次小批量试生产时出现了很高比例的不合格品。通过对现场故障产品的解剖分析以及对相关零部件的测量对比所获得的结果，无法帮助人们确定问题的根本原因，考虑到顾客的交期急迫，故公司成立了项目小组对此课题进行攻关。 本文着重叙述了针对这一质量问题所进行的研究思路和研究内容，以及在研究过程中所应用到的工具和方法。整个研究过程经过产品失效模式的确定，相关数据收集统计，失效原因分析和提出假设，数字仿真技术验证假设，结构改进方案和效果验证等几个步骤。其中，在失效原因分析阶段，本文用到了制造行业常用的发现问题“根本原因”的质量工具鱼骨图法，通过组织相关人员运用头脑风暴的方式，罗列出可能导致产品失效的所有潜在原因，再利用测量和实验的方法对所有潜在原因逐一进行排除，最后对造成产品失效的根本原因进行锁定并提出假设。在数字仿真分析时，本文用到了ANSYS有限元分析软件，利用其接触分析功能对装配体的接触结构静力进行了研究，模拟出关键零部件在压装后的应力和应变情况，并获得了零部件的变形状态和变形量，这些仿真分析结果对之前提出的假设进行了验证。 研究结果表明，导致电动燃油泵失效的直接原因是由于吸油泵体组件中的泵罩壳在压入钢制外筒的过程中产生了塑性形变，造成吸油泵体组件内腔提供给涡轮叶片的工作空间不够，涡轮叶片被上下两个零部件的表面局部接触甚至挤压，在这种情况下外力所形成的阻力影响了电机输出的动力，最终导致了产品的性能故障。在产品结构改进方案和效果验证部分，之前的研究结果为后续的和零部件结构改善提供了依据，并再次利用仿真分析方法对改善效果进行了确认。 基于此课题的研究过程和结果，设计部门认识到了仿真技术在产品设计阶段应用的重要性。因此，在研发工作各个阶段评审中使用仿真技术对设计结果进行全方面的模拟验证，是保证产品设计工作顺利进行的重要环节。面对激烈的市场竞争，在不断推陈出新的设计工作中，仿真技术将会起到关键的作用。 |
| 作者： | 陆冰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 毕凤荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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