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原文传递基于刚体多工位装配偏差分析模型的车身装配工艺优化

论文题名：	基于刚体多工位装配偏差分析模型的车身装配工艺优化
关键词：	汽车车身;装配尺寸;偏差分析模型;尺寸链;蚁群算法
摘要：	汽车车身的装配尺寸质量对汽车的整体外观、车身抗噪声性能以及行驶稳定性都有显著的影响效果，影响车身尺寸质量的主要因素有车身制造偏差、零部件结构设计以及车身装配工艺。由于汽车制造技术的不断进步，零部件制造偏差的控制已经达到车身制造水平能够控制的极限，所以车身尺寸质量更加依赖于车身设计过程中装配工艺设计水平的提高。在车身装配过程中，影响车身装配偏差的主要因素有夹具定位策略、装配顺序和焊接工艺等。在车身装配过程中，由于车身装配的多工位、多约束特征和多装配顺序等特点，使得装配偏差分析过程复杂化，建模过程比较困难，难以适用于车身装配偏差方面的研究；并且传统的蒙特卡洛计算方法效率比较低，难以适用于车身零件装配过程的工艺优化。因此，本文针对上述问题，进行了车身多工位装配偏差分析模型和装配工艺优化的研究。　　本文首先考虑车身装配过程中零件、夹具偏差和重定位等影响因素，建立基于线性偏差方程的装配偏差分析模型，而后针对装配的多工位多顺序特征，建立装配尺寸链以得到完整的刚体多工位装配偏差分析模型；然后，研究装配偏差分析模型的两种求解方法，即蒙特卡洛方法和均方根法，再针对车身装配案例，通过不同的手段对两种方法进行求解分析，而后将其结果进行对比；最后，在偏差分析模型和求解方法基础上，进行装配控制特征的优化，并用于车身侧围分总成装配案例。主要研究内容如下：　　本文基于线性偏差方程建立了刚体多工位装配偏差分析模型。对于车身装配过程呈现多工位、多约束和多装配顺序等特点，难以运用传统的偏差模型对其进行装配偏差分析。本文提出一种新的建立刚体多工位偏差分析模型的方法。首先在单工位状态下考虑零件偏差、夹具偏差对装配偏差的影响，采用线性偏差模型分析单工位的装配偏差；然后在单工位偏差模型的基础上，分析重定位偏差导致的零件偏差；再对所有影响因素进行耦合计算，得到初步的刚体多工位偏差分析模型。　　针对装配过程的多工位、多装配顺序的特征，建立装配尺寸链模型把所有影响因素能够有效的统一起来，以完整刚体多工位偏差分析模型，从而进行分析计算，也为后续 RSS计算方法提供理论基础。首先，利用图论知识建立装配关系模型，得到装配有向图；然后在此基础上，运用改进的Floyd算法进行尺寸链的自动生成；最后得到完整的刚体多工位偏差分析模型，并用二维装配案例对此分析模型进行应用。　　针对传统蒙特卡洛方法计算效率低的缺点，提出基于刚体多工位偏差分析模型的RSS计算。首先，运用3DCS软件对二维装配案例进行装配偏差建模与分析，3DCS的理论基础是蒙特卡洛计算方法；然后，在MABLAB编程的基础上，运用基于刚体多工位偏差分析模型的RSS方法对相同案例进行分析与计算；最后，对上述两种计算结果进行对比来阐明RSS方法的可行性和有效性。　　在刚体多工位偏差分析模型和RSS计算方法基础上进行控制特征优化，以达到提高装配质量的目的。首先，通过对零件装配控制特征在装配过程中的分析,分析具体控制特征对装配偏差的影响；然后，利用蚁群算法对侧围总成装配案例进行控制特征优化，该方案以RSS计算结果为目标函数。
作者：	肖涛
专业：	车辆工程
导师：	邢彦锋
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海工程技术大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文