基于有限元的柔性零件公差設計與分析.pdf

1、公差設計與分析是現(xiàn)代制造過程中不可忽略的重要因素。在產(chǎn)品設計過程中不僅影響零件的加工精度和產(chǎn)品的質(zhì)量，而且對零部件的設計工藝路線、質(zhì)量檢測、生產(chǎn)制造成本及最終產(chǎn)品的總裝配等具有重要的意義。在機械設計、制造和裝配過程中，公差分析主要用來確定零件的幾何參數(shù)，包括尺寸誤差、位置誤差、形狀位差是否滿足產(chǎn)品的設計要求。最終目標是控制幾何目標公差變動量在設定的范圍之內(nèi)，使零件具有一定的互換性、配合性和通用性。
　　國內(nèi)外學者已經(jīng)在公差數(shù)學建模

2、與表示、公差綜合與設計、計算機輔助公差設計、并行設計、功能公差等方面研究取得一定的成果，但是傳統(tǒng)的公差研究理論都是基于一個假設：零件是絕對剛體，即認為裝配體之間配合或連接零件之間沒有彈性變形。但在汽車、航空等工業(yè)中存在的大量金屬薄壁件，這些零件往往剛度比較低，在裝配力或重力作用下產(chǎn)生的彈性變形相對于零件尺寸與公差已經(jīng)不能忽略。
　　本文主要研究面向柔性零件的公差設計與分析，建立基于有限元的柔性零件公差數(shù)學模型，并依據(jù)柔性零件公差數(shù)

3、學定義建立柔性零件公差表示模型，主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　?。?）將柔性零件關鍵節(jié)點與幾何要素（點、線、面）控制點結合起來，根據(jù)幾何要素控制點位置變動來表示尺寸和幾何公差，同理將有限元柔性零件網(wǎng)格節(jié)點轉(zhuǎn)化為幾何要素控制點，根據(jù)柔性零件關鍵節(jié)點的變動大小來表示尺寸和幾何公差，并結合PSO對形狀公差進行了分析。
　　（2）根據(jù)廣義有向圖建立裝配公差模型、公差表示模型，利用圖形構建零件裝配公差模型?；陉P鍵特征的公差表示模型和

4、圖可以公差的過程設計經(jīng)驗可以被映射顯示，可以建立在公差鏈圖搜索算法上，在單位矢量方向上，有利于積累誤差和公差分析。
　　（3）運用有限元對柔性零件進行公差仿真分析，建立基于有限元的偏差分析模型。研究在一定載荷下的偏差分布，并定義裝配零件的邊界條件和夾具方式，再運用有限元對模型進行公差分析，計算得到柔性零件變形后的裝配偏差，并運用實例對其結果進行驗證。
　?。?）以田口質(zhì)量損失函數(shù)為基礎并擴展對公差模型進行優(yōu)化，提出一種基于質(zhì)