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汽车铝合金保险杠焊接夹具的设计
| 论文题名： | 汽车铝合金保险杠焊接夹具的设计 |
| 关键词： | 汽车保险杠;铝合金;焊接夹具;有限元模拟 |
| 摘要： | 近年来，汽车产量和保有量不断增加。汽车在给人们的出行带来方便的同时,也产生了油耗、安全和环保三大问题。因此，低油耗、少排放、高安全性能是当今全球汽车工业所必须面对和解决的问题。轻量化是解决这些问题的一个十分有效的方法。而铝合金作为轻量化的一种理想材料，研究铝合金的性能，增大其在汽车工业中的应用，十分重要。 铝合金型材具有密度小、强度高、耐蚀性好等优点，其在航空、航天、机械制造、船舶、土木工程及化学工业中均有应用，并且应用范围在不断扩大。然而，由于铝合金具有很强的氧化能力、热导率和比热容较大、焊接的热裂纹倾向较大、焊接容易产生气孔等缺陷，使得铝合金的焊接一直是工业生产的难点。在汽车工业中，使用的铝合金构件一般为薄壁件，这使得焊接夹具的设计难度系数增加，因此，研究铝合金焊接夹具的设计问题成为推动该工程材料广泛使用最为迫切的课题。 本文针对铝合金的材料性能和其焊接中存在的问题，以汽车铝合金保险杠总成的焊接为例，使用双脉冲熔化极惰性气体保护焊（MIG焊），完成了焊接夹具的设计。首先，本文基于计算机辅助设计软件--UG软件对夹具进行了设计，并就计算机的应用以及其未来的发展趋势做了简要分析。其次，本文基于铝合金保险杠实例完成了焊接夹具的方案设计和具体的固定夹紧方案设计。最后，完成了夹具其他零部件的设计，并对其干涉性和夹紧力进行了检查和计算，并根据实物实验验证了夹具方案的可行性。 文章利用有限元分析软件，对夹具中典型部件的夹紧力和可靠性进行了线性静力分析，结果表明：在未焊接前，夹紧机构能够起到定位夹紧的作用，并且产生的静载荷对保险杠结构的应变和应力情况没有太大的影响，从而验证了夹具结构的功能和可行性，在焊接时，夹紧机构能够对结构产生的热变形有一定的矫正作用，同时，不会造成明显的应力集中现象。 |
| 作者： | 孙忠刚 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李落星;孙孝文 |
| 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 |
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