柔性装配偏差分析在白车身焊装尺寸质量控制中的应用

针对汽车白车身焊装特点,介绍了一种柔性装配偏差分析方法,并利用该方法对某型汽车前舱总成焊装过程进行了模拟焊装试验。模拟试验结果表明,柔性装配偏差分析方法能够反映出实际焊装过程中零件尺寸偏差情况,并可通过敏感度分析快速找出产生问题的根本原因。通过实际应用验证了该方法的有效性。

考虑焊接变形的装配偏差分析在动力集中型动车组中的应用

焊接是列车车体装配过程中应用最为广泛的连接方式,焊接变形会对动车组装配尺寸精度产生较大的影响.针对动车组侧墙窗口模块焊接装配尺寸控制问题,利用热弹塑性有限元法提取3种典型焊接接头的固有应变,并基于固有应变法得到窗口模块的焊后变形量;结合三维尺寸装配偏差分析,最终给出计及焊接收缩量变化的侧墙窗口模块的偏差结果.将模拟结果与实测数据进行对比分析,结果表明:考虑焊接变形因素的装配偏差模拟结果与实际测量值较为吻合,故该方法可对动车组侧墙窗口模块的焊接装配偏差进行有效且准确的预测.

基于数字孪生模型的 可配置装配偏差分析方法

飞机产品在实际部装和总装过程中对部件和组件的几何装配准确度有极高的要求,预测并控制飞机装配精度一直是航空工业持续研究的课题之一。针对数字孪生目前在装配仿真领域的应用,从几何装配准确度预测角度出发,提出一种基于数字孪生模型的可配置装配偏差分析方法。将产品离散点云和产品设计模型作为产品孪生模型的几何表达,使用点云约束配准理论实现零件数字孪生模型装配特征配合的位姿调整,并根据零件数字孪生模型不同的装配关系,构建出各类装配关系下配合零件间相对位姿变换矩阵的求解函数,并构建函数库。在三维尺寸链模型的基础上提出可配置尺寸链模型,实现尺寸链“即配即算”的快速求解效果。开发了一套可配置装配偏差求解系统,以某飞机舱门试验件为例,验证了该方法的有效性。

装配偏差分析的区间算法

装配偏差分析作为连接设计与制造的重要环节,将设计要求与制造要求集成在同一个模型,直接影响产品开发能力。传统的极值法求解结果过于保守,而统计偏差分析基于尺寸的分布形式,具有很大的局限性。对此,提出装配偏差分析的区间算法模型。该模型将零件及装配偏差均表示为区间形式,结合截断法得到可靠的装配偏差范围,并建立一种新的装配偏差敏感性分析方法。最后以单向离合器验为例,说明在偏差分布未知时,区间算法的有效性与实用性。

基于并联装配模型的飞机壁板件装配偏差分析

飞机是一种对气动外形准确度要求很高的机械产品,壁板件作为飞机机身的主要部件,其装配质量将会影响飞机的装配质量及性能。目前,对壁板件的装配偏差分析主要还是按照传统的柔性件装配偏差模型进行,而没有针对壁板件的装配工艺特点进行建模分析,这势必会造成分析偏离实际装配情况,导致结果精度不高。本文针对壁板件装配工艺特点提出一种并联装配模型,在小变形、线弹性假设下对其进行装配偏差分析,建立并联装配偏差模型,在此基础上,按照壁板件装配顺序建立壁板件装配偏差模型,为壁板件装配偏差分析及预测提供理论和技术手段。并以具体案例模型分别对所提出的并联装配偏差模型及壁板件装配偏差模型进行了求解及仿真装配验证。

基于网格曲面形状修改的柔性件装配偏差分析

柔性件装配偏差有限元分析方法中的敏感度矩阵来源于产品的理论数学模型,而理论数学模型与实际模型之间存在一定的外形差异,会产生很大的分析误差。针对该问题,提出了一种装配偏差分析的改进方法,即根据产品理论外形和误差源数据,运用网格曲面变形方法获取逼近零件实际形状的数学模型,代替理论数学模型进行装配偏差分析。开展了金属薄板的装配回弹试验以及飞机壁板件的装配偏差分析计算,使用仿真、试验及测量等手段获取了各类偏差分析结果,并进行比较。数据表明,装配偏差分析误差可减小到5%以内。

机械产品装配偏差分析方法研究进展与展望

机械产品装配是制造过程的最终阶段,装配质量对机械产品的服役性能和可靠性有直接影响。建立合理的数学模型描述机械产品装配过程中的偏差传递、累积和淹没规律,对产品的容差设计与故障诊断,并进一步提高产品性能和服役周期具有重要意义。归纳并总结了现有机械产品装配偏差分析的理论方法,从基于刚性假设的偏差分析与考虑柔性变形的偏差模型两个方面系统地论述了目前机械产品装配偏差传递分析的研究进展。刚性偏差分析围绕尺寸链模型与确定性定位模型展开,并对基于尺寸链理论的雅可比旋量方法做了详细介绍与具体的应用分析。对于主流的柔性装配偏差传递建模方法,详细论述了影响系数法与装配偏差场传递模型的理论建模过程与及其应用范围,并从大型结构装配的现场应用出发,对装配偏差场传递模型进行了具体的案例分析。针对目前航空航天等领域机械产品大尺寸、高承载的发展趋势,提出了对于局部刚性整体柔性的大型结构装配偏差预测的难点以及研究展望。

基于3DCS的薄板件装配偏差建模分析

薄板件作为机械类产品的通用性构件,被广泛应用于制造加工行业。薄板件在实际装配过程中产生的偏差难以控制,对整个装配体系的总偏差影响巨大。文中基于3DCS偏差仿真软件对某型号前纵梁薄板组件的装配偏差进行蒙特卡洛模拟分析,并根据3DCS对各尺寸链的偏差分析结果,讨论薄板组件装配偏差与各主要因素间的偏差关系,并根据该工艺仿真模型对安装孔的干涉问题进行了调整,这对预测多工位装配体系装配偏差和偏差的数量及其来源起到了重要参考作用。

面向装配偏差仿真分析的STL模型处理技术研究

基于产品设计三维模型进行装配偏差仿真分析是提高产品装配精度的必然趋势。针对装配偏差分析过程中各类零件定位、测量等几何特征的提取与重构,采用OSG技术对STL模型进行显示渲染和种子点的拾取操作,在点边拓扑关系重构基础上以边的二面角作为判断准则以识别特征边,并自动提取所拾取特征的几何参数和添加相应公差信息。该方法充分利用了STL模型体积小、通用性强等优点,为构建独立于三维造型平台的装配偏差分析系统提供了可靠的输入基础。

汽车发动机的装配偏差仿真分析与公差修正

汽车发动机的装配质量对汽车的燃油消耗率、扭矩、功率等性能指标都有着十分重要的影响。汽车发动机零部件的尺寸及形位公差是装配偏差分析中的重要元素。使用三维公差分析软件VisVSA对汽车发动机进行了装配偏差仿真分析,在组成环设定公差的情况下计算封闭环尺寸。仿真结果表明,装配后的缸体顶面到活塞高的距离FR的合格率并不能满足在原有公差设定下的2%的合格率要求。根据组成环公差贡献度,对偏差贡献度较大的零部件公差进行修正,修正后的超差率明显减小,装配合格率满足了设定要求。

列车车体柔性装配精度预测的力学-数据混合建模方法

列车车体作为典型的焊接薄壁装配结构,具有刚度低、易变形、受焊接工艺影响显著等特点,使得车体制造精度控制难度大,影响装配质量与生产节拍。车体焊接装配精度预测需要同时考虑随机几何偏差、零部件整体柔性变形和局部焊接变形的综合影响。结合柔性偏差分析和基于数据的焊接变形预测方法,提出一种力学-数据混合柔性偏差建模方法以实现焊接薄壁结构高效统计偏差仿真分析。提取各零件刚度矩阵,采用子结构方法缩减得到结构变形的力学模型;利用有限元获取焊接接头在不同匹配间隙下的局部收缩和角变形数据,构建几何误差与局部变形的BP神经网络(Back propagation neutral network)数据模型;最后,考虑重力、间隙与焊接变形作用,结合上述力学与数据模型建立焊接结构的柔性装配偏差分析模型。基于提出的偏差建模方法开展车体侧墙高度与轮廓度分析,对比实测数据验证方法的有效性。仿真结果表明,力学-数据混合建模方法避免了随机输入偏差下的焊接仿真过程,结合子结构方法能够极大提高统计偏差仿真的计算效率。