柔性薄板件装配偏差建模及定位方案优化设计

作     者：吕伟盼 

作者单位：中国计量大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐向纮

授予年度：2016年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：柔性件 装配偏差 建模 优化分析 稳健性 

摘      要：装配质量关乎汽车密封性、风噪声和外观等性能;汽车研制过程耗时长,成本高。如何提高薄板件装配质量和缩短车身研发周期是汽车生产商日益关注的问题。建立有效的装配偏差模型可以预测装配质量,及早发现设计中存在的不足与问题,缩短研发时间。有研究表明,在装配过程中若采用“3-2-1定位方式,薄板件自重会产生1mm-3mm的平均变形。因此,通常选用“N-2-1定位原理分析柔性薄板件装配偏差,其中定位点N的大小及位置需要进行合理的设计。本文在前人的工作基础上,主要研究内容如下:(1)单工位柔性薄板件装配偏差建模由于夹具定位偏差对装配质量影响比较大,本文在自由回弹基础上建立夹具定位偏差和装配尺寸偏差间的数学模型,简化传统装配分析过程。并通过平板件和Z型薄板件装配实例,对比三坐标测量仪测量结果与模型仿真分析结果,验证模型的准确性。(2)最大偏差最小情况下夹具定位方案优化夹具数量的多少不仅影响装配质量,还涉及生产成本。因此,在满足装配要求的情况下尽量选择较少的定位点数。为满足设计要求,将装配偏差最大值最小作为夹具定位优化的目标。运用CATIA仿真分析确定最佳定位点数,结合MATLAB和ANSYS采用粒子群优化算法优化各定位点的具体位置。(3)装配误差稳健性分析稳健性设计是从装配偏差稳定性角度对定位位置进行优化。本文以制造偏差和定位偏差为噪声因素,以定位点空间位置为设计变量,设计正交试验进行稳健性优化。