基于焊接回彈的車身公差分配優(yōu)化.pdf

1、 山東理工大學(xué) 山東理工大學(xué) 工程碩士學(xué)位論文 基于焊接回彈的車身公差分配優(yōu)化 基于焊接回彈的車身公差分配優(yōu)化 Optimization of Auto-Body Tolerance Allocation Based on Welding Springback 研 究 生： 李 揚(yáng) 指 導(dǎo) 教 師： 徐家川 徐家川 副教授 副教授 學(xué) 位 類

2、 別： 工 程 碩 士 專 業(yè) 領(lǐng) 域： 車 輛 工 程 研 究 方 向： 車身數(shù)字化設(shè)計(jì)與 車身數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造 制造 論 文 完 成 日 期： 20 2017 17 年 4 月 10 10 日 單位代碼：10433 學(xué) 號(hào)：14502130355 分類號(hào)：U463.82 密 級(jí)： 山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文

3、 摘要 摘要 車身裝配質(zhì)量是評(píng)價(jià)車型的重要指標(biāo)，它主要受車身零部件公差的影響，要想提高車身裝配質(zhì)量就要對(duì)車身零部件公差進(jìn)行優(yōu)化。車身零部件多由柔性薄板件沖壓而成，當(dāng)它們?cè)诤附舆^程中受到外界或者自身誤差的影響時(shí)，會(huì)產(chǎn)生柔性變形，這些變形在焊接完成后會(huì)使車身總成發(fā)生焊接回彈，從而影響車身的公差優(yōu)化。因此，在對(duì)車身公差分配優(yōu)化時(shí)，必須

4、要考慮車身的焊接回彈。 首先， 在傳統(tǒng)公差分析理論基礎(chǔ)上， 本文以某車型的前翼子板與前保險(xiǎn)杠之間間隙、面差的誤差分析為例，提取了影響目標(biāo)位置的相關(guān)零部件模型。利用三維公差分析軟件3DCS 對(duì)相關(guān)的零部件按照其在車身中焊裝順序進(jìn)行了模擬裝配，建立了剛性公差分析模型并進(jìn)行了初步分析。根據(jù)剛性分析結(jié)果與實(shí)際情況的不同，從側(cè)面說明了零部件柔性變形對(duì)車身裝配質(zhì)量的影響。 然后，針對(duì)車身常因自身柔性變形而發(fā)生焊接回彈的問題，用實(shí)例分析了零件自身誤差

5、、夾具定位塊數(shù)量、定位塊位置布置、夾具夾緊力、焊鉗焊接力等造成總成最終產(chǎn)生焊接回彈誤差的幾個(gè)主要因素的影響。理論分析了零部件輸入誤差與總成焊接回彈后最終輸出誤差的關(guān)系，并以門檻梁外板總成為例計(jì)算了總成回彈后的最終誤差。 之后，本文分別建立公差-制造成本模型和公差-質(zhì)量總成本模型，介紹了其約束函數(shù)的建立依據(jù)。 將比較容易實(shí)現(xiàn)且計(jì)算效率較高的螢火蟲算法引入到車身公差優(yōu)化中來，對(duì)其進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化精度與全局尋優(yōu)的兼顧，通過實(shí)例驗(yàn)

6、證了該算法在車身公差優(yōu)化方面的適用性。 最后，在前翼子板與前保險(xiǎn)杠之間間隙、面差的剛性分析的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)零部件在 HyperWorks 中進(jìn)行有限元分析，計(jì)算總成焊接回彈后相關(guān)位置的柔性變形量，并將該變形量加入到之前的剛性公差分析模型中。分別建立了公差-制造成本模型和公差-制造總成本模型，根據(jù)公差敏感系數(shù)為公差分配了權(quán)重并為優(yōu)化模型建立約束函數(shù)。利用改進(jìn)的螢火蟲算法分別計(jì)算這兩個(gè)模型，將結(jié)果分別帶入加入柔性變形的公差分析模型中驗(yàn)證，結(jié)