多工位薄板装配偏差流传递的状态空间模型

借鉴控制理论中的状态空间方法,研究多工位薄板装配过程中偏差流传递、变换和累积关系的状态空间模型.以零件偏差为状态矢量,夹具偏差为控制矢量,研究夹具偏差和零件偏差之间的对应关系以及零件在工位间转换过程中的重定位偏差,建立多工位装配过程偏差流传递的状态方程;以零件测量偏差为输出矢量,建立表征测点位置和数量的输出方程.最后通过实际零件的装配过程说明该模型的应用方法.     

基于偏差流的多工位装配顺序优化研究

在偏差流理论基础上,提出装配顺序矩阵,它包含大量的过程工艺信息.对多工位装配过程工艺信息数学矩阵化处理,可以方便、快速地对多工位装配过程建立状态空间模型.在设计装配路线阶段,通过改变装配顺序矩阵代表不同的装配路线,对各种装配路线进行状态空间建模和仿真,实现装配路线的最优设计.     

基于敏感度分析的制造系统工位设计布置评价

针对制造过程中产品特征和控制特征偏差沿工位不断传递和累积影响了最终产品质量,提出基于敏感度分析的多工位制造系统工位设计布置评价方法。将工位参数代替时间参数,对多工位制造系统进行状态空间建模,建立了关键控制特征点的偏差传递和累积以及对关键产品特征点影响的系统化模型。提出三级层次敏感度指标(元件级/工位级/系统级),全面描述关键特征点的相互影响和不同的工位设计布置对偏差传递的作用。根据敏感度分析计算结果,提出了设计评价改进流程,以选择最优的系统设计方案,识别关键工位及确定单个最大的元件级偏差源。通过实例验证了评价指标和分析方法的有效性和可行性。     

多工位装配序列粒子群优化算法

针对传统单工位装配序列求解上的不足,将粒子群算法应用于多工位多目标装配序列优化的求解,提出一种面向复杂多工位产品的装配序列优化方法。采用优先序列图(Assembly precedence graph,APG)来描述零件间的优先约束关系,构建优先关系矩阵、装配干涉矩阵、工位能力表和装配信息表,描述装配部件干涉及工位之间的关系;给出粒子群算法编码体系和装配关系算法模型表达方法;综合考虑装配操作成本、装配工具更换成本和装配夹装变更成本和运输成本的影响,提出有工程意义的适应度函数的表达式;根据APG生成随机的可行初始装配序列,并利用粒子群算法(Particle swarm algorithm,PSO)对装配序列和装配工位进行优化。以飞机起落架装配序列规划实例验证多工位粒子群装配序列优化算法有效性。     

基于误差流理论的多工位装配过程质量稳定性

为适应质量控制对象由产品转向过程的趋势,对多工位装配过程中的质量稳定性问题进行研究。将多工位装配过程视为一维离散时变系统,采用状态空间方程对其进行建模,模型中的系统矩阵包含了装配过程中的物理结构信息。通过对比理想状态和实际情况下的模型,得到装配过程的误差流模型。在此基础上,根据有界输入有界输出(BIBO)稳定性的概念,通过分析过程误差流模型可得到判断过程是否质量稳定的判定条件,并进一步提出衡量质量稳定性优劣的指标—稳定度这一新概念。以汽车白车身装配过程中一个三工位薄壁件装配为例,对所提出的判据和稳定度概念进行仿真验证。     

多工位装配过程夹具系统公差和维护综合优化设计

提出一种面向二维多工位装配过程、综合考虑装配夹具系统全寿命周期成本、产品零件孔制造成本和产品质量损失成本的公差和维护综合优化方法。分析多工位装配尺寸偏差传递关系,建立多工位装配过程产品质量损失模型。然后根据4-2-1夹具定位原则,构建考虑夹具磨损过程损失的夹具定位销副偏差统计数字特征模型。继而发展了以夹具系统全寿命周期成本、零件孔制造成本和和产品质量损失成本为装配总成本最小化的定位销公差、零件孔公差与更换周期优化模型。以汽车侧围装配过程为例,分别研究定位销公差、零件孔公差、定位销更换周期、配合间隙、平均磨损率和磨损率方差对装配总成本的影响,并优化设计定位销公差、零件孔公差和定位销更换周期。所提出的综合优化设计方法比采用定位销等公差设计、零件孔等公差设计、定位销与零件孔等公差设计和定周期更换设计的装配总成本分别减少了16.25%、11.31%、39.93%和13.54%。该方法为产品装配夹具系统高质量低成本设计提供了一种新的途径。     

一种白车身多工位装配偏差源诊断方法

针对白车身多工位装配偏差源耦合复杂,诊断困难的问题,提出一种新的多工位装配偏差源诊断方法。基于多工位装配偏差流传递的状态空间模型,将连续的装配过程以检测站为节点分解成不同的装配模块;引入"两种质量诊断理论",通过对比分析装配模块的计算机仿真装配偏差和实际装配偏差,获取装配模块"分质量",将偏差源定位到具体模块,降低状态空间模型状态变量维数,实现偏差源的快速诊断。最后通过实例验证了方法的有效性。     

基于ABAQUS的柔性薄板装配过程仿真

针对柔性薄板零件装配过程中的受力变形与接触现象,运用ABAQUS有限元软件,提出了一种柔性件装配过程仿真分析的新方法。首先通过重启动分析、数据传递技术和自由度耦合功能,模拟柔性件的实际装配过程,构建其装配过程仿真模型,该模型充分考虑了零件之间的接触及摩擦现象;然后在搭建的柔性件装配试验平台上进行柔性薄板装配过程实验,通过仿真与实验所得装配偏差数据的对比分析,验证了仿真方法的正确性。     

车身多工位装配系统可靠性评估与维护策略研究

针对车身多工位装配系统夹具的衰退过程,提出了夹具元件磨损、来料零件偏差以及定位元件配合公差等多因素集成影响下的车身装配系统可靠性评估方法。在给定车身波动阈值条件下,提出了基于可靠性模型的多工位夹具部件的动态维护策略。通过一个四工位薄板件装配案例对所提方法进行了应用验证,为夹具系统维护与车身尺寸质量控制提供了理论指导。     

大型复杂多工位级进模装配工艺研究

工程实际对大型复杂多工位级进模装配质量及装配工艺方法有着极其严格的要求。针对大型复杂多工位级进模的装配要求进行了叙述,并进一步根据生产实践经验对装配过程中的装配准备工作、工艺流程安排、装配操作要点进行了论述和总结,对大型复杂多工位级进模的装配工作具有一定的指导作用。     

用GAAA优化多阶段装配过程中的夹具布局

改进了遗传算法与蚁群算法的融合（GAAA）算法,利用它来解决多阶段装配过程中二维刚性零件的夹具布局优化问题,合理选择定位销的位置使得灵敏度指标最小化。通过改变遗传算法的变异算子,变异长度以及交叉、变异在蚁群算法中发生的位置,提高了GAAA的稳定性和收敛性。以汽车侧边装配为例验证了改进算法的有效性,结果表明改进后的GAAA比基本的GAAA和蚁群算法求得的结果要好,且收敛速度更快,稳定性更好。     

微压力传感器参数设计及灵敏度分析

对传感器的灵敏度理论进行了详细分析,得到了传感器的灵敏度与应力和应变的关系.通过有限元仿真软件对传感器的灵敏度和线性度进行了研究,分析了膜片的厚度、岛的高度和梁膜片的长度对传感器性能的影响,为传感器芯片的设计提供了重要的依据.     

基于灵敏度分析的某密封结构优化设计

在某试验装置密封结构的设计中引入灵敏度分析理论,通过对密封元件的相关结构参数相对于密封时间以及最大Mises应力的灵敏度分析,确定各设计参数对密封时间和应力变化的影响程度。并根据灵敏度分析结果,确定最适合的优化方案,从而得到密封结构各元件的最优结构尺寸。该设计思路可以为优化参数的设置提供参考。     

基于有限元模型的汽车薄板焊装公差分配研究

当前的汽车车身薄板覆盖件焊装公差分配方法,通过收紧装配公差以期达到车身焊装高的质量要求,而公差过小不仅提高了制造成本,还往往超出了装配件制造能力。本文提出一种基于有限元模型的公差分配方法用于薄板装配,利用该方法可在装配前确定满足产品整体质量要求的最大允许加工公差,这样既可以降低装配件制造成本,又可以保证车身焊装的质量。此方法为汽车薄板件冲压工艺设计提供了依据。     

基于拉丁超立方抽样的薄板装配误差分析

提出了一种基于拉丁超立方抽样的薄板装配误差分析方法,该方法在装配过程模型中考虑了零件与零件、零件与焊枪间的接触作用。实例中,通过构造关键点误差与偏差源的响应面来实现拉丁超立方抽样与直接抽样的计算结果比较,结果证明,该方法的收敛效率大大提高。     

基于Pro/MECHANICA的灵敏度分析与结构优化设计

以双四杆飞剪机剪切机构为例,研究了Pro/MECHANICA环境下机械零件的灵敏度分析与结构优化设计.建立了双四杆飞剪机的三维模型,对其连杆结构进行了静态分析,通过灵敏度分析确定连杆结构的重要设计参数.以变形最小为目标函数,完成了连杆结构的优化设计.研究表明,该方法可以有效地提高优化设计的效率.     

星载MHD传感器灵敏度特性误差分析与模型验证

磁流体动力学（magneto-hydro-dynamic,简称MHD）传感器是测量航天器平台宽频微角颤振的关键器件之一。鉴于MHD传感器的误差与噪声特性会影响星载惯性导航系统的精度与分辨率,对所设计的MHD传感器进行误差分析与试验验证。采用样机数据分析与组件物理建模相结合的方法,分析与验证MHD传感器灵敏度特性与误差模型。结果表明：传感器的误差主要受到重力方向与温度条件的影响,并且该项误差对无温控MHD传感器的误差起决定作用;当温度变化较小时,变压器磁芯磁导率的工艺误差占总误差的一半;差分放大器的噪声对传感器噪声具有显著影响。     

复合基质结构优化设计下的应变测量灵敏度提高研究

针对当前微带天线传感器应变测量灵敏度较低的问题,对基质结构进行研究,设计了一种带空气层的复合基质天线传感器.结合遗传算法应用HFSS软件对传感器结构参数进行优化设计,仿真研究最优解下的复合基质天线传感器"谐振频率-应变"关系.对所设计的复合基质天线传感器进行拉伸对比试验,其应变测量灵敏度是传统微带贴片天线传感器的3.1...     

基于伪随机点的薄壁件装配公差的有限元分析

针对金属薄壁件刚性小、易变形等特点，提出了基于伪随机点和有限元方法对薄壁件的装配公差进行计算的方法。计算过程中，利用基于数论方法所产生的少量伪随机点代替随机点。算例结果表明，与影响系数法相比，计算精度基本相同。由于计算过程中不需要单独计算刚度矩阵，因此利用该方法可以同时考虑零件装配过程中的弹塑性变形。该方法与Monte Carlo法计算精度基本一致，而计算量仅为Monte Carlo法的1／15。     

基于灵敏度分析的导管架海洋平台模型修正技术研究

从室内导管架平台模型静力应变对物理参数变化的灵敏度出发,以导管架结构的材料和几何尺寸为修正参数,探讨了导管架结构的有限元模型修正问题。确定优化模型的目标函数及约束变量,利用一阶优化算法对修正参数进行优化,优化迭代后最小误差1.35%。