基于CAE的车灯热板焊接热模与工艺参数研究
发布时间：2021-12-11 00:24
热板焊接技术凭借着其广泛的适用性、易用性以及较高的精度等优点,在车灯装配的焊接中被广泛应用。车灯热板焊接过程中不合适的工艺参数会导致多种焊接缺陷,如未熔合、未焊透、夹渣、气孔等等,也会因为焊接完成后的车灯含有过量的残余应力,使车灯变形,产生银纹甚至裂纹,降低焊接强度,影响产品良品率。本文通过有限元仿真分析与实验验证,对车灯热板焊接的热模以及焊接工艺参数进行了研究。论文主要研究工作如下:（1）建立热板焊接的热模和车灯灯罩的传热和热-固耦合仿真模型,对热模和车灯灯罩的三维模型进行合理简化,并依据实际情况给出载荷与约束的边界条件,如确定热模热源的表达方式。对热模加热过程进行有限元分析,并与实际测得温度和变形量进行对比,验证所建立的热板焊接仿真模型的可行性与正确性。（2）以缩短热模加热时间和热模变形量、改善加热筋表面温度分布为目标,对热模结构采取轻量化的方法,提出了结构改进方案,对热模的加热热源提出了功率分段分布的改进方案,有效减少了加热筋表面温差并提高了加热效率,减小了变形量有助于提高热模的重复定位精度。（3）采用热接触单元并通过实验确定了车灯热板焊接所用材料的接触热阻,对车灯热板焊接的传热...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热板焊接流程示意图
因此，需要尽可能地减小车灯的残余应力。对于车灯这类注塑产品，在其注射成形后便有残余应力，根据残余应力的产生类型，可以采取热处理的退火工艺或者提高注塑工艺水平的方式消除残余应力[9]。在车灯焊接过程中所产生的热应力，可以通过优化相关工艺参数来改进焊接工艺减小温度差值，使热应力减小，从而减小残余应力，同时提高车灯的拉伸强度。热模是热板焊接中比较主要的部件，只有当热模表面的温度达到要求时才能保证热板焊接的可靠性，在车灯热板焊接中更是如此。车灯热板焊接热模的主要结构可以从下图中看出。图1-2车灯热板焊接热模Figure1-2.Hotdieofhotplatewelding图中加热筋的作用是将相对应工件的焊接筋部分加热到一定温度；加热管的作用是提供热源，使加热筋能够达到目标温度；热电偶测温点的作用是定点检测热模的温度，通过经验公式的换算得到加热筋的温度，从而对加热管进行控制。从图中可以看出除去连接部分，车灯热板焊接热模的结构主要有热模本体、加热筋、加热管和热电偶测温点。加热筋在高度上的落差比较大，这就容易导致加热筋表面的温度分布不均匀，影响车灯焊接的可靠性。所以在车灯热模的设计过程中就需要考虑热模结构的合理性，使得加热筋表面的温度差值在接受范围内。随着计算机技术与仿真软件的快速发展，在热模的设计阶段完全可以利用CAE技术对热模的温度场等等进行分析，从而得到合适的解决方案。同样的也
研究路线框架图
【参考文献】：
期刊论文
[1]HDPE管热熔焊接过程热力耦合分析[J]. 赵潇,王国茂,王浩. 石油和化工设备. 2019(08)
[2]塑料焊接在汽车灯具中的应用及其影响因素探究[J]. 张玉坤. 合成材料老化与应用. 2019(02)
[3]塑料焊接工艺在内饰产品上应用[J]. 周金涛,徐旭. 汽车工艺与材料. 2019(02)
[4]CAE技术在车灯热板焊接中的应用[J]. 辛忠华,朱涛,吴海萍,周永新. 汽车电器. 2019(01)
[5]基于正交实验的塑料件优化设计研究[J]. 成薇,徐以国. 上海汽车. 2019(01)
[6]基于正交试验的铝代钢冲压成形工艺参数优化[J]. 刘建鹏,王震虎,林启权,李落星,方向东,王银. 塑性工程学报. 2018(05)
[7]工程车辆翼型管散热器冷侧翅片信噪比分析[J]. 王宝中,冯少聪,刘佳鑫,蒋炎坤. 工程热物理学报. 2018(08)
[8]先进热塑性复合材料在大型客机结构零件领域的应用及其制造技术[J]. 杨洋,见雪珍,袁协尧,徐捷,王洪恩,刘卫平. 玻璃钢. 2017 (04)
[9]塑料光学制品中残余应力与光学性能的关系研究[J]. 郭星,梅相全. 汽车实用技术. 2017(17)
[10]ABS材料基于ANSYS生死单元技术的热分析[J]. 王靖,李自良,祁冬杰,李永青,杨东方,曹华. 合成材料老化与应用. 2017(02)
博士论文
[1]复杂规则曲面机械零件的热变形理论及应用研究[D]. 李桂华.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]基于田口实验设计的液晶屏模组夹层异物改善研究[D]. 周红艳（Jesse Zhou）.上海交通大学 2015
[2]机械零件热变形机理及其仿真研究[D]. 徐祗尚.合肥工业大学 2015
[3]固体界面接触热阻及导热系数测量的实验研究[D]. 刘菊.华中科技大学 2011
[4]精密平板的热变形理论与应用研究[D]. 费雯.安徽大学 2010
[5]高密度聚乙烯压力管道热板焊接接头应力场有限元模拟[D]. 谷侃锋.天津大学 2003
本文编号：3533670
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热板焊接流程示意图
因此，需要尽可能地减小车灯的残余应力。对于车灯这类注塑产品，在其注射成形后便有残余应力，根据残余应力的产生类型，可以采取热处理的退火工艺或者提高注塑工艺水平的方式消除残余应力[9]。在车灯焊接过程中所产生的热应力，可以通过优化相关工艺参数来改进焊接工艺减小温度差值，使热应力减小，从而减小残余应力，同时提高车灯的拉伸强度。热模是热板焊接中比较主要的部件，只有当热模表面的温度达到要求时才能保证热板焊接的可靠性，在车灯热板焊接中更是如此。车灯热板焊接热模的主要结构可以从下图中看出。图1-2车灯热板焊接热模Figure1-2.Hotdieofhotplatewelding图中加热筋的作用是将相对应工件的焊接筋部分加热到一定温度；加热管的作用是提供热源，使加热筋能够达到目标温度；热电偶测温点的作用是定点检测热模的温度，通过经验公式的换算得到加热筋的温度，从而对加热管进行控制。从图中可以看出除去连接部分，车灯热板焊接热模的结构主要有热模本体、加热筋、加热管和热电偶测温点。加热筋在高度上的落差比较大，这就容易导致加热筋表面的温度分布不均匀，影响车灯焊接的可靠性。所以在车灯热模的设计过程中就需要考虑热模结构的合理性，使得加热筋表面的温度差值在接受范围内。随着计算机技术与仿真软件的快速发展，在热模的设计阶段完全可以利用CAE技术对热模的温度场等等进行分析，从而得到合适的解决方案。同样的也
研究路线框架图
【参考文献】：
期刊论文
[1]HDPE管热熔焊接过程热力耦合分析[J]. 赵潇,王国茂,王浩. 石油和化工设备. 2019(08)
[2]塑料焊接在汽车灯具中的应用及其影响因素探究[J]. 张玉坤. 合成材料老化与应用. 2019(02)
[3]塑料焊接工艺在内饰产品上应用[J]. 周金涛,徐旭. 汽车工艺与材料. 2019(02)
[4]CAE技术在车灯热板焊接中的应用[J]. 辛忠华,朱涛,吴海萍,周永新. 汽车电器. 2019(01)
[5]基于正交实验的塑料件优化设计研究[J]. 成薇,徐以国. 上海汽车. 2019(01)
[6]基于正交试验的铝代钢冲压成形工艺参数优化[J]. 刘建鹏,王震虎,林启权,李落星,方向东,王银. 塑性工程学报. 2018(05)
[7]工程车辆翼型管散热器冷侧翅片信噪比分析[J]. 王宝中,冯少聪,刘佳鑫,蒋炎坤. 工程热物理学报. 2018(08)
[8]先进热塑性复合材料在大型客机结构零件领域的应用及其制造技术[J]. 杨洋,见雪珍,袁协尧,徐捷,王洪恩,刘卫平. 玻璃钢. 2017 (04)
[9]塑料光学制品中残余应力与光学性能的关系研究[J]. 郭星,梅相全. 汽车实用技术. 2017(17)
[10]ABS材料基于ANSYS生死单元技术的热分析[J]. 王靖,李自良,祁冬杰,李永青,杨东方,曹华. 合成材料老化与应用. 2017(02)
博士论文
[1]复杂规则曲面机械零件的热变形理论及应用研究[D]. 李桂华.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]基于田口实验设计的液晶屏模组夹层异物改善研究[D]. 周红艳（Jesse Zhou）.上海交通大学 2015
[2]机械零件热变形机理及其仿真研究[D]. 徐祗尚.合肥工业大学 2015
[3]固体界面接触热阻及导热系数测量的实验研究[D]. 刘菊.华中科技大学 2011
[4]精密平板的热变形理论与应用研究[D]. 费雯.安徽大学 2010
[5]高密度聚乙烯压力管道热板焊接接头应力场有限元模拟[D]. 谷侃锋.天津大学 2003
本文编号：3533670
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3533670.html
