面向汽车零部件的虚拟装配技术研究

发布时间：2017-05-18 06:00

  本文关键词：面向汽车零部件的虚拟装配技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：虚拟制造（VM，Virtual Manufacturing）作为一种新的制造方法和模式，从二十世纪末开始在全球制造业中引起广泛的关注，它应用计算机仿真技术，在产品设计阶段或生产制造之前，对设计制造等过程进行模拟，分析制造相关参数对产品设计的影响，并对产品的性能、成本和可制造性进行预测，从而减少生产资源的浪费，提高开发效率。 虚拟装配作为连接产品设计和制造的关键环节，是虚拟制造的重要组成部分，装配也是产品生产成本的主要影响因素，在实际工程问题中，复杂产品的装配仍以手工装配为主，装配技术远远落后于产品设计和产品制造技术。本文以计算机仿真技术为基础，通过改进零部件结构来优化装配过程，提高装配效率，降低装配难度。此外，装配质量还受装配组件偏差的影响，故在装配系统中引入偏差变量，分析偏差对装配产品形状及使用性能的影响。本文具体研究工作如下： 在产品设计阶段考虑产品的可装配性，研究装配建模、装配规划的相关技术。以混合动力电池为研究对象，分析电池结构特点及造成装配困难的原因，提出一种新的装配方法  分层装配法，并在计算机上用Delmia软件验证该方法的可行性。估算原电池装配时间和分层装配法装配时间，通过比较可知新方法提高了装配效率，降低了装配难度。 研究柔性件偏差对产品最终装配变形的影响，探讨柔性件偏差变形原理。本文将柔性件装配偏差分析分为放置、夹紧、焊接与释放四个步骤，讨论每一步的建模方法。以汽车支架柔性件装配变形为例，用Catia的TAA模块实现上述分析。通过分析得到带初始偏差的装配零部件焊接成型后的变形状况，从而可在设计初始阶段控制相应参数，减少装配成本和生产时间。 研究了公差对产品装配性能的影响，搭建了公差联合仿真平台。将多体动力学软件Adams与多目标优化软件modeFRONTIER有效耦合，实现了装配公差分析的自动化，并突破了常规公差分析软件仅能分析尺寸公差的限制，将公差分析能力拓展到可求解公差对力或力矩的影响。以汽车前大灯控制开关为例，验证上述平台的可行性。若初始仿真结果不满足设计要求，可合理调整影响因子最高的公差参数并重新仿真，从而得到理想的设计方案。
【关键词】：虚拟装配 可装配性 柔性钣金件 公差分析 多目标优化
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG95;TP391.9;U466
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题概述10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 研究背景10-11
• 1.1.3 研究意义与目的11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 虚拟装配11-13
• 1.2.2 柔性零部件偏差分析13-15
• 1.2.3 装配公差对产品性能影响15-16
• 1.3 本文主要研究内容16
• 1.4 本文结构体系16-18
• 第2章 虚拟装配建模及装配序列规划18-38
• 2.1 引言18
• 2.2 装配建模18-22
• 2.2.1 产品功能装配建模18-19
• 2.2.2 产品结构装配建模19-21
• 2.2.3 产品工艺装配建模21-22
• 2.3 面向装配的设计22-24
• 2.3.1 装配建模方法22-23
• 2.3.2 面向装配的设计方法23-24
• 2.4 装配规划24-25
• 2.4.1 装配序列规划24
• 2.4.2 装配过程仿真24-25
• 2.5 汽车电池装配实例分析25-37
• 2.5.1 电池原结构装配性分析25-27
• 2.5.2 电池分层装配法的提出27-32
• 2.5.3 电池分层装配法装配序列规划32-34
• 2.5.4 电池装配时间估算34
• 2.5.5 电池装配工位划分34-37
• 2.6 本章小结37-38
• 第3章 柔性薄板零件装配偏差分析38-62
• 3.1 引言38-39
• 3.2 柔性零件偏差分析模型39-40
• 3.3 柔性零件装配过程建模40-47
• 3.3.1 夹具点建模41-42
• 3.3.2 紧固点建模42-43
• 3.3.3 接触点建模43-45
• 3.3.4 统计数据输入45-46
• 3.3.5 装配操作46-47
• 3.4 柔性零件装配偏差多工位传递计算47-51
• 3.4.1 建立全局敏感矩阵47-48
• 3.4.2 计算敏感度矩阵48-51
• 3.5 公差分析模块（TAA）数据结构51-52
• 3.6 汽车支架柔性件实例分析52-61
• 3.6.1 定位装夹方式53
• 3.6.2 具体建模过程53-58
• 3.6.3 仿真结果与分析58-61
• 3.7 本章小结61-62
• 第4章 公差对产品装配性能影响建模与仿真62-78
• 4.1 引言62
• 4.2 公差对产品性能影响分析模型62-63
• 4.3 搭建计算机辅助公差分析平台63-65
• 4.3.1 计算机辅助公差工具构成63
• 4.3.2 基于过程集成与设计优化的公差分析平台63-65
• 4.4 公差分析平台实现流程65-68
• 4.4.1 参数化 CAD 模型65-66
• 4.4.2 物理模型模拟66
• 4.4.3 不确定性传播66-67
• 4.4.4 偏差数据库67-68
• 4.4.5 成品率预测68
• 4.5 公差联合仿真平台数据结构68-71
• 4.5.1 modeFRONTIER 功能68-69
• 4.5.2 modeFRONTIER 数据结构69-71
• 4.6 汽车前大灯控制开关实例分析71-77
• 4.6.1 问题描述71-72
• 4.6.2 偏差来源72-73
• 4.6.3 仿真模型73-74
• 4.6.4 仿真结果与输出74-77
• 4.7 本章小结77-78
• 第5章 结论与展望78-80
• 5.1 主要研究工作总结78
• 5.2 本文的主要创新点78-79
• 5.3 改进与展望79-80
• 附录80-84
• 参考文献84-88
• 攻读硕士学位期间参与发表的学术论文88-89
• 致谢89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：面向汽车零部件的虚拟装配技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：375210