基于有限元法的柔性件公差分析

发布时间：2017-09-17 23:19

  本文关键词：基于有限元法的柔性件公差分析

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【摘要】：随着时代的进步和科技的发展,人们对于装配体公差分析精度的要求越来越高。因为缺乏考虑装配变形,基于刚性件的公差分析结果往往大于实际情况,所以越来越多的人开始致力于柔性件的偏差分析。一般柔性件装配体是由多个零件在多个工位上分级装配而成的,每一个工位都会对装配件的质量产生影响,因此控制好每个工位的装配质量是控制柔性装配体质量的重要一环。作为衡量装配体质量的一个重要方面,装配尺寸偏差直接影响着产品的各种性能。利用装配偏差分析定量的对柔性件装配产品进行评价是柔性件装配体尺寸偏差控制的重要手段。有限元技术的发展为柔性件的公差分析提供了工具。目前,单工位柔性件装配过程一般分为定位、夹紧、连接和释放。然而常用的连接方式为焊接,所有焊装质量的好坏直接影响着装配体的性能。因此在对柔性件装配体进行公差分析时考虑焊接的热影响以及回弹影响具有重要的意义。文中以提高柔性件装配体的单工位偏差分析的准确度和分析效率为目的,在充分考虑焊接对装配体偏差的影响下,介绍了基于有限元法的柔性件装配体单工位偏差分析建模方法。论文主要内容如下：(1)综述了柔性件公差分析和焊接热变形的发展历史和研究现状,分析了课题的研究背景；(2)结合柔性件在单工位上装配的一般步骤和影响柔性件装配体偏差分析的因素,提出了用有限元对装配偏差建模的过程；(3)结合柔性件的硬度小、易变性的特点以及有限元结构分析的相关特点,提出了获取零部件刚度矩阵的方法,在此基础上可进一步得到夹紧力的数值；(4)研究柔性件焊接的特点,在有限元中对点焊进行了建模。形成了利用壳单元划分零件,用接触单元来模拟零部件之间的相互作用、用位移约束描述偏差的有限元模型；(5)在有限元中对柔性件装配体进行建模处理后,依次进行热分析和结构分析最终得到装配体的尺寸偏差,在三维模型中进行相关分析和验证。
【关键词】：有限元法 柔性件 焊接 偏差分析
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG80;TG95
【目录】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第1章 绪论14-20
• 1.1 引言14
• 1.2 公差分析14-17
• 1.2.1 公差分析和仿真14-15
• 1.2.2 柔性件公差分析15-17
• 1.3 焊接变形的预测17-18
• 1.4 课题的提出及本文的研究内容18-20
• 1.4.1 课题的提出18
• 1.4.2 本文研究内容18-20
• 第2章 柔性件焊装偏差分析理论20-26
• 2.1 引言20
• 2.2 柔性组件20-21
• 2.3 壳单元和接触单元21-23
• 2.3.1 壳单元21-22
• 2.3.2 接触单元22-23
• 2.4 热传递23-24
• 2.4.1 热传导23-24
• 2.4.2 热对流24
• 2.4.3 热辐射24
• 2.5 本章小结24-26
• 第3章 柔性件装配公差建模26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 柔性件装配过程26-28
• 3.3 装配误差来源28-31
• 3.3.1 柔性件误差28-29
• 3.3.2 焊接夹具误差29-30
• 3.3.3 焊接过程误差30-31
• 3.4 刚度矩阵31-36
• 3.4.1 位移函数31-33
• 3.4.2 单元刚度矩阵33-35
• 3.4.3 总刚度矩阵集成35-36
• 3.5 本章小结36-38
• 第4章 基于有限元法的三维公差分析38-50
• 4.1 引言38
• 4.2 方法和步骤38-39
• 4.3 建模39-44
• 4.4 热分析44-47
• 4.4.1 焊枪建模44-45
• 4.4.2 模型的材料特性45-46
• 4.4.3 模型边界条件46-47
• 4.4.4 求解47
• 4.5 有限元网格47-49
• 4.6 结构分析49
• 4.7 本章小结49-50
• 第5章 实例验证50-64
• 5.1 引言50
• 5.2 右纵梁组件50-51
• 5.3 分析过程51-58
• 5.3.1 抽取中面51
• 5.3.2 刚度矩阵的计算51-54
• 5.3.3 模型分析54-58
• 5.4 蒙特卡罗模拟法58-62
• 5.4.1 蒙特卡罗模拟法的步骤59-60
• 5.4.2 利用3DCS软件对柔性件进行偏差分析60-62
• 5.5 本章小结62-64
• 总结与展望64-66
• 总结64-65
• 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 学位论文评阅及答辩情况表71

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 钟星鸣;;建筑结构中有限元分析技术的教学应用研究[J];企业技术开发;2011年13期

2 于亚婷;杜平安;;《有限元法》课程实践教学方法探索[J];实验科学与技术;2008年01期

3 陈跃;韩建民;谭俊;杜恒芳;;核电箱形结构焊接变形的模拟计算与分析[J];热加工工艺;2013年21期

4 张世欣;韩建民;王明岩;王军强;陈江华;王勇;;基于SYSWELD仿真的B型地铁侧梁焊接工艺优化[J];农业装备与车辆工程;2014年01期

5 任立新;沈江南;阙福标;赖留郎;李延平;;基于数值模拟的锌合金压铸热流道技术研究[J];热加工工艺;2014年07期

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本文编号：871984