汽车闭合件包边专机举升机构的优化设计与研究

发布时间：2017-10-17 12:38

  本文关键词：汽车闭合件包边专机举升机构的优化设计与研究

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【摘要】：专机包边是目前应用最广泛的包边技术,其质量的好坏直接影响到内外板总成的连接强度和汽车车身的外观质量。举升机构是包边专机系统的重要组成部分,所以对举升机构的研究与优化有重要的现实价值。本文以运动学和动力学理论、动力学仿真技术、有限元技术为基本方法,针对包边专机举升机构的工作原理和工作特点,设计出一种八连杆举升机构,并对其进行参数化优化和轻量化改进,使举升机构的整体性能得到提高。主要研究内容和相关成果如下：(1)介绍包边专机系统的结构组成,分析包边质量缺陷的类型以及影响包边质量的各种因素。并研究包边专机的工作原理,为举升机构的设计奠定基础。(2)根据包边专机的工作特点,设计出六连杆式和八连杆式两种举升机构。在ADAMS中进行参数化建模,进行运动学仿真分析。比较两种举升机构的运动特性曲线和增力比,得出了八连杆举升机构优于六连杆举升机构的结论,确定八连杆举升机构作为后续的研究和优化对象。(3)用解析法对举升机构进行运动学分析,通过建立机构的位置方程,求出各个构件的运动参数表达式。在此基础上,得到构件质心处的运动参数,依此计算单个构件受到的惯性力和力矩,建立机构的动态静力分析模型。最后,利用拉格朗日法建立八连杆举升机构的动力学分析模型。(4)以铰接处的坐标为设计变量,以速度波动量最小为优化目标,添加约束条件,对八连杆举升机构进行最优化设计,得到更加合理的结构参数。在满足三角板变形要求的情况下,通过拓扑优化对三角板进行轻量化设计。
【关键词】：包边专机 举升机构 最优化设计 拓扑优化
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U468.2
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-20
• 1.1 引言15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 包边工艺与设备的国内外发展现状15-17
• 1.2.2 虚拟样机技术的国内外发展现状17-18
• 1.3 课题研究意义18-19
• 1.4 文章结构19-20
• 第二章 包边专机工艺研究与系统结构分析20-33
• 2.1 车身闭合件包边技术20-21
• 2.2 包边类型21-22
• 2.3 包边成型机理及力学理论分析22-25
• 2.4 包边质量缺陷和影响参数25-27
• 2.5 包边专机系统结构27-31
• 2.5.1 底模27-28
• 2.5.2 滑动导轨28-29
• 2.5.3 包边机构29-30
• 2.5.4 定位压紧机构30-31
• 2.6 包边专机的工作原理31-32
• 2.7 本章小结32-33
• 第三章 举升机构的虚拟样机建模与仿真分析33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 举升机构传动系统的类型33-37
• 3.3 举升机构的设计37-41
• 3.3.1 虚拟样机设计流程37
• 3.3.2 参数化建模37-38
• 3.3.3 六连杆举升机构虚拟样机模型38-40
• 3.3.4 八连杆举升机构虚拟样机模型40-41
• 3.4 举升机构的仿真分析41-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 八连杆举升机构的运动学和动力学研究45-62
• 4.1 八连杆举升机构自由度及其计算45
• 4.2 八连杆举升机构的运动学分析45-51
• 4.3 八连杆举升机构的动力学分析51-59
• 4.3.1 八连杆举升机构中构件质心的运动学分析52-55
• 4.3.2 八连杆举升机构中构件的受力分析55-59
• 4.4 拉格朗日动力学方程的建立59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 最优化设计和拓扑优化设计62-77
• 5.1 参数化优化简介62-63
• 5.2 数学模型的建立63-66
• 5.2.1 创建设计变量63-64
• 5.2.2 约束条件64-66
• 5.2.3 目标函数66
• 5.3 最优化设计66-69
• 5.4 拓扑优化的基本原理和步骤69-70
• 5.4.1 拓扑优化的基本原理69
• 5.4.2 拓扑优化的步骤69-70
• 5.5 三角板的有限元分析70-74
• 5.5.1 三角板的受力71-73
• 5.5.2 网格划分73
• 5.5.3 三角板的应力分析73-74
• 5.6 三角板的拓扑优化74-76
• 5.7 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 本文总结77-78
• 6.2 研究展望78-79
• 参考文献79-82
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况82

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本文编号：1048921