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车身前地板焊装偏差分析及公差优化
| 论文题名： | 车身前地板焊装偏差分析及公差优化 |
| 关键词： | 汽车车身;柔性薄板件;焊接装配;偏差分析;公差优化 |
| 摘要： | 为提高汽车车身制造水平，企业一直致力于研究如何降低薄板件的装配偏差从而提高薄板件的焊接装配精度。本文以某汽车检具制造厂的“车身柔性件焊接装配虚拟匹配”项目为依托，以项目中某车型的前地板总成件为载体开展柔性薄板件的焊接装配偏差分析和公差优化设计的研究。本文的主要研究工作和成果如下： （1）探讨了车身柔性薄板焊装偏差来源与因素，主要包括冲压件质量、焊装夹具定位、焊接过程变形和焊接结构的设计等，对薄板件的定位点优化设计、焊接装配偏差分析及公差优化具有指导作用。 （2）以前地板总成的薄板件定位点坐标为设计变量，以薄板件装夹状态时测点偏差的均值为响应值，采用BBD方法进行试验方案设计，使用有限元软件仿真分析获取试验方案的响应值；利用响应面法（RSM）建立了定位点坐标和薄板件装夹状态测点偏差均值的数学模型，并采用方差分析的方法检验了数学模型的显著性和适应性；最后利用响应面法对定位点位置进行了优化，并对模型的预测优化结果进行了检验，结果表明模型较真实地拟合了仿真试验。 （3）基于焊装过程中夹具定位偏差对薄板件装配偏差的影响理论，根据焊接装配工艺过程以及焊装夹具的定位块实际测量偏差数据，建立车身前地板焊接装配偏差分析的仿真模型，完成前地板中央通道、左下地板和右下地板焊接过程的有限元仿真分析，得到前地板总成的焊接装配偏差结果，为柔性薄板件焊装进一步公差优化提供数据。 （4）采用3DCS公差仿真分析软件对前地板总成的偏差源进行敏感度分析和贡献度分析，在此基础上，以制造成本和质量损失成本最小为优化目标，以加工能力限制和装配功能要求为约束条件，建立多目标公差优化数学模型，在MATLAB上通过改进后的带递减权重系数的粒子群算法求解完成公差优化。结果表明优化目标可以快速收敛至最优值，优化分配后的公差在满足装配功能要求的同时节约了制造成本和质量损失成本。 |
| 作者： | 孙阿潭 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王霄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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