原文传递
轿车副车架焊接变形分析与优化研究
| 论文题名： | 轿车副车架焊接变形分析与优化研究 |
| 关键词： | 副车架;焊接变形;扣合焊;点焊长度;焊接顺序 |
| 摘要： | 副车架是悬架总成的重要组成部分，提高副车架的尺寸精度对悬架的装配意义重大，在副车架的装配过程中主要依靠焊接的形式，同时焊接也是现代汽车生产制造过程中最为常用的连接方式。找到焊接变形的规律，并且对焊接工艺进行优化从而控制焊接变形，对提高副车架的质量极其重要。针对以上问题，本文主要做了以下几个方面的工作： 首先对焊接变形控制的传统措施和数值模拟措施进行介绍，在传统的措施已经不能满足现代生产的要求情况下，将传统经验与数值模拟方法相结合形成了新的手段；并对焊接变形原理进行了研究，得到了模拟焊接的有限元本构方程和边界条件，由此建立了副车架焊接接头的有限元模型。 此外，介绍了副车架结构的主要组成部件和针对焊接工艺流程进行说明，并以某车型副车架焊接过程为例，利用有限元软件Weld Planner进行了焊接过程的有限元仿真，得到了焊接完成后产品的变形情况，结果显示传统六步焊接工艺的焊接变形都超出了工程应用的允许范围。通过对焊接变形规律进行分析，提出了添加约束的方法控制焊接变形调整焊接工艺，使上下板间的肋板焊接、副车架连接臂焊接、副车架分总成焊接、挡板与副车架的焊接和安装衬套管与副车架的焊接这五个工序的焊接变形满足了生产要求，但是上下板扣合焊焊接变形无法通过调整约束控制焊接变形，需要对其工艺进行优化。 最后对副车架本体的扣合焊焊接进行研究，针对焊接工艺中的点焊长度、长焊缝焊接顺序、点焊焊接顺序和长焊缝内的焊缝焊接顺序与焊接变形之间的关系进行了分析，通过正交实验抽取样本点，利用获取的数据在ISIGHT中建立了这些工艺参数与焊接变形之间的响应面模型，利用多岛遗传算法，以变形量最小为目标，对点焊长度、长焊缝焊接顺序、点焊焊接顺序和长焊缝内的焊缝焊接顺序进行了优化设计。 通过上述流程完成了对某车型副车架焊接工艺的调整和优化，将副车架的焊接变形控制在了可接受的范围。优化副车架本体扣合焊的焊接工艺，在焊点长度为20mm，长焊缝焊接顺序、焊点和长焊缝内的焊缝焊接顺序都是对称焊接的情况下，焊接变形最小。同时也证明传统的经验方法已不适用于现代的焊接工艺设计，需要将经验与数值仿真分析相结合，利用焊接有限元软件对传统经验进行分析，建立代理模型，采用数值模拟代实验试制对工艺参数进行优化。 |
| 作者： | 戴舒拉 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 谢晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
