薄板装配工艺系统可靠性建模与参数优化

发布时间：2017-08-23 21:23

  本文关键词：薄板装配工艺系统可靠性建模与参数优化

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【摘要】：金属薄板件广泛应用于汽车、飞机等大型工业制造领域,薄板装配是现代装备制造领域的一个典型特征,装配工艺系统可靠性是保障装配质量和生产效率的重要因素。本文以薄板装配过程为研究对象,建立薄板装配工艺系统可靠性模型,提出基于可靠性的工艺参数优化设计方法,为薄板装配工艺系统可靠性评估及工艺参数优化提供了一种新的思路,主要研究内容如下:(1)进行薄板单工位装配工艺系统可靠性建模。阐述薄板装配工艺系统失效机理,分析定位偏差与零件装配偏差的关系,建立了零件装配偏差数字统计特征模型。分析定位销的磨损机理,推导定位销磨损模型,得出定位销累积磨损量的数字统计特征。然后分别讨论定位销失效、零件装配偏差与装配工艺系统可靠性的关系,建立综合考虑定位销公差、零件孔(槽)公差、夹具任意布局及定位销磨在内的薄板单工位装配工艺系统可靠性模型。最后以简单车身侧板为例,分析销孔(槽)公差、夹具布局和定位销磨损对工艺系统可靠性的影响。(2)开展薄板多工位装配工艺系统可靠性建模研究。探讨定位偏差与状态变量的关系,在偏差传递状态空间模型的基础上,得出零件装配偏差与状态变量的关系,建立多工位装配质量评估模型;然后分析零件装配偏差对定位销失效的影响,得到定位销失效率模型,继而建立了考虑定位销失效及装配质量的多工位装配工艺系统可靠性模型。最后,以某汽车车身侧围多工位装配为实例,分析三种不同条件下工艺系统的可靠度,并探讨了装配顺序对工艺系统可靠性的影响。(3)基于可靠性的车身侧围装配工艺参数优化设计。以车身侧围装配为研究对象,对其工艺系统可靠度进行单因素分析,讨论单一销孔(槽)尺寸公差变化对工艺系统可靠度的影响规律,得出影响车身侧围装配工艺系统可靠度的主要因素,运用回归正交组合方法,构建主要因素与车身侧围装配工艺系统可靠度的响应面模型。以定位销和零件孔(槽)的加工成本作为装配成本最小化为优化目标,以工艺系统可靠度为约束,建立基于可靠性的车身侧围装配工艺参数优化设计模型,得出优化解,保证工艺系统可靠度,降低车身侧围装配成本。
【关键词】：薄板装配 可靠性模型 工艺系统 优化设计 公差
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG95
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题来源及研究意义10
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 研究意义10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 薄板装配偏差分析理论研究10-13
• 1.2.2 工艺系统可靠性建模研究13-14
• 1.2.3 可靠性优化设计研究14
• 1.3 本文主要研究内容14-18
• 第二章 薄板单工位装配工艺系统可靠性建模与分析18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 薄板装配工艺系统失效分析18-19
• 2.3 零件装配偏差分析19-23
• 2.3.1 装配过程假设19-20
• 2.3.2 定位偏差分析20-21
• 2.3.3 零件装配偏差数字统计特征模型21-23
• 2.4 定位销磨损分析23-24
• 2.5 单工位装配工艺系统可靠性建模24-27
• 2.5.1 夹具定位销可靠性建模25-26
• 2.5.2 零件装配质量可靠性建模26
• 2.5.3 工艺系统可靠性建模26-27
• 2.6 实例分析27-31
• 2.6.1 车身侧板实例描述27
• 2.6.2 车身侧板装配工艺系统可靠性分析27-31
• 2.7 本章小结31-32
• 第三章 薄板多工位装配工艺系统可靠性建模与分析32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 多工位装配偏差分析32-36
• 3.2.1 定位偏差与状态变量的关系33-34
• 3.2.2 多工位装配偏差传递状态空间模型34-35
• 3.2.3 零件装配偏差与状态变量的关系35
• 3.2.4 多工位装配质量评估35-36
• 3.3 多工位装配工艺系统可靠性建模36-38
• 3.3.1 定位销失效与装配偏差的关系36
• 3.3.2 工艺系统可靠性建模36-38
• 3.4 实例分析38-44
• 3.4.1 车身侧围装配实例描述38-39
• 3.4.2 可靠度分析39-43
• 3.4.3 装配顺序对工艺系统可靠性的影响分析43-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第四章 基于可靠性的车身侧围装配工艺参数优化设计46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 可靠性优化设计模型46-48
• 4.2.1 装配成本分析46-47
• 4.2.2 工艺系统可靠度二阶响应面模型47
• 4.2.3 可靠性优化设计建模47-48
• 4.3 车身侧围装配实例研究48-56
• 4.3.1 车身侧围装配描述48-49
• 4.3.2 影响车身侧围装配工艺系统可靠度的主要因素分析49-50
• 4.3.3 主要因素回归正交组合设计50-55
• 4.3.4 回归分析及响应面模型55-56
• 4.4 车身侧围装配销孔公差可靠性优化设计建模与分析56-57
• 4.4.1 优化设计建模56-57
• 4.4.2 优化设计结果与分析57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 结论与展望58-60
• 5.1 主要工作及结论58-59
• 5.2 不足之处与展望59-60
• 参考文献60-66
• 致谢66-68
• 附录：攻读硕士学位期间的研究成果68

【参考文献】

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1 刘银华;纪飞翔;叶夏亮;;车身多工位装配系统可靠性评估与维护策略研究[J];中国机械工程;2016年02期

2 何益海;沈珍;尹超;;基于过程质量数据的制造系统可靠性建模分析[J];北京航空航天大学学报;2014年08期

3 余德忠;徐向~，

本文编号：727398