升降滚床摇臂断裂分析与结构优化改进

发布时间：2020-11-05 19:27

　　 在汽车行业竞争日趋激烈的当下,世界各大汽车厂商纷纷致力于降低生产制造环节的成本,以提高市场竞争力和企业效益,汽车生产包含冲压、焊装、油漆和总装四种工艺。输送设备作为焊装车间的关键设备之一,对车间的运行效率和质量起着重要的作用。近年来,升降滚床作为一种新型输送设备,具有节拍快、稳定性好、易于维护等优点,在各汽车焊装车间得到了广泛应用。升降滚床主要由上部框架、底座和连杆机构三个部分组成,其中,连杆机构为曲柄连杆摇臂机构。在上汽大众仪征工厂的焊装车间,升降滚床摇臂断裂故障频次较高,导致检修时间和维护费用的增加,企业生产效率下降,迫切需要对该升降滚床进行系统研究和改进。首先,本文对升降滚床进行了参数化建模,得到了参数化的升降滚床运动学与动力学方程,进而借助CATIA V5进行建模,采用解析法与ADAMS虚拟样机技术,对该机构进行运动学和动力学分析,得到升降滚床曲柄连杆摇臂机构的运动学与动力学曲线。其次,通过对机构的瞬态受力分析,探讨了机构最容易发生断裂失效的部位,分析的结果与焊装车间升降滚床摇臂断裂失效故障吻合,证明了理论分析的正确性。再次,采用ANSYS软件创建摇臂机构有限元分析模型,将动力学仿真得到的最大载荷作为有限元仿真的条件,进而得到应力分布图,为结构优化改进提供理论依据。最后,结合摇臂断裂失效故障实例,提出从结构参数优化和关键部位结构优化两个方面对其进行改进,通过仿真对比研究,选择改进摇臂加强筋作为最终改进方案。在此基础上,针对改进摇臂加强筋方案进行结构拓扑优化,并进行有限元分析验证,校核疲劳寿命,其仿真结果与实际应用均证明了本文结构优化改进可以极大地改善摇臂的应力集中情况,提高摇臂使用寿命,节约维护成本,提高设备开通率和生产效率。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U468.2
【部分图文】：

产品基本设计阶段的形状优化(ShapeOptimization)，产品详细设计阶段的尺寸优化(SizingOptimization)。图1-2 所示，拓扑优化即对材料、结构分布的优化，形状优化就是对已有外形的优化，尺寸优化就是对

第一章 绪论年来中国机械制造业的飞速发展，各大企业越来出的特定用于车载无人机在路面激励下的疲劳寿公司共同研发的基于 AAR 标准的铁路货车虚拟样思路密集型行业，其所使用的机械设备进口程度高、市场对汽车的需求越来越大，各大汽车生产厂商是关键设备的开通率，降低设备故障停产造成的产设备的维修、维护要求越来越高，资金和人才工作，是整车厂设备维修人员的重点工作。

SEW 电机中置，采用皮带传动，实现雪橇及白车身的 X 向输送（车身坐标系）；升编码器的 SEW 电机变频驱动，控制系统采用 profinet 通讯协议。对升降滚床进行系统地研究，参照升降滚床实物对其进行逆向建模。由于滚床零部件较模时可以对各构件分别单独建模，然后按照实际装配关系进行装配，最终组成完整的图 2-1 所示。
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本文编号：2872079