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汽车车身薄板焊接装配的公差分配质量设计
| 论文题名： | 汽车车身薄板焊接装配的公差分配质量设计 |
| 关键词： | 汽车车身薄板;焊接装配;公差分配质量;柔性梁单元模型;ANSYS商业软件;主成分分析法 |
| 摘要： | 在汽车车身薄板冲压件焊接装配过程中，焊接前零件的制造偏差对焊接后装配体的整体装配质量和制造成本有着重要的影响。对焊接薄板冲压件的制造偏差要求过小，势必要求精度更高的冲压模具，提高制造成本，对薄板冲压件的制造偏差要求过大，则会影响装配质量，为了平衡制造成本与装配质量之间的矛盾，减小制造偏差对装配质量影响的敏感度，本文针对金属薄板电阻点焊公差分配质量设计方法进行了研究。 由于车身薄板具有复杂的三维结构，且装配过程中易变形的特点，本文首先对薄板点焊装配的有限元模型进行分析，引入点焊单元的柔性梁单元模型，用ANSYS商业软件求解复杂曲面焊接装配中关键产品点(KPC)和关键控制点(KCC)之间的关系。 本文运用主成分分析法(PCA)对薄板焊接装配中零件制造偏差对装配偏差的影响进行分析，得到装配体上关键检测点处偏差的均值和协方差矩阵。随后基于稳健设计的思想，建立了一个基于方差和质量损失成本的二次目标函数，该目标函数是采用多因素三水平试验设计的方法，进行合理的有限元模拟，并由多项式拟合得到的。对目标函数进行适当的近似，并通过方差分析判断拟合多项式的显著性，以进行局部质量优化。 Kriging法是一种空间插值方法，可以预测设计空间内未知位置点处的响应值，且保证其误差的方差最小。本文通过Kriging插值来预测稳健设计空间内未知位置点处的响应值，增加可利用数据点，并以此来优化传统响应面方法，提高其预测精度。利用该方法对轮罩护板的子装配进行公差的优化设计，模拟结果与传统响应面和神经网络相比，具有更小质量损失，即装配质量更好。 采用小波分析，对柔性薄板装配中零件偏差在不同尺度上进行分解，然后用有限元方法计算各分量对装配变形的影响，分析结果为制造工程师提供有价值的信息，从而避免在制造过程中产生主要的偏差。 本文通过对薄板焊接装配公差设计方法的研究，对缩短开发周期，节约试验成本和提高车身装配质量具有重要的理论和实际意义。 |
| 作者： | 冉涛 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 李兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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