基于材料性能波动统计学分析的特征件冲压成形稳健设计

结合数理统计学和稳健设计理论,对特征件冲压成形过程进行基于材料性能波动统计学分析的稳健设计,以整体质量工序能力指数Cpk和废品数为指标而获得稳健工艺参数,并通过小批量实验加以验证.结果表明,考虑材料性能波动的稳健设计可以有效降低批量生产的质量波动,从而降低废品率.     

Diagnosis of Multiple Fixture Faults in Multiple-Station Manufacturing Processes Based on State Space Approach

Dimensional quality is one of the most critical challenges in industries, which uses the multistage manufacturing process (MMP) such as assembly and machining for automotive and aerospace industries.According to investigations, fixture faults accounted for 72% of all the dimensional faults. Previous studies focused on only one fault or multiple faults occurred in one station or one fault in multiple stations, but these cases rarely appear in the real manufacturing. This paper presents a method for diagnosis of multiple fixture faults in the multi-station manufacturing process. The proposed method is based on the state space model of the MMP processes, which carries the information of the fixture layout geometry and sensor position. To identify the root cause, three continuous steps were used: a) development of the state space model and the construction of the statistics variables on offline mode, b) measurement of the coordinate measuring machines data on online mode and calculation of the statistics variables, and c) diagnostic algorithm for identifying the root cause. The presented paper integrates the state space model of the manufacturing processes and hypothesis test considering the impact of the measure noises. A case study verifies the proposed method.     

热超声键合过程中键合力波动特性仿真研究

利用有限元分析方法研究了在铜金属化晶片上进行金引线热超声键合过程中的键合力变化情况,建立了基于率相关材料特性的热超声键合有限元模型,对键合中的碰撞和超声两个过程进行了仿真分析,并引入平均键合力、键合力标准差值等统计参量来判定键合力的波动变化,从而更加准确地揭示了各键合参数对键合力波动的影响规律.研究结果表明:碰撞初速度(v0)、超声时间或键合温度的增加,均会使得键合力的波动加剧,不利于键合力的控制;对于v1/v0(v1为劈刀速度)则存在一个合适的值,可以使得键合力的波动变化最小.     

大型锻件操作装备机锻耦合仿真分析

通过建立多系统仿真方法,评估了大型锻件操作装备机与锻压工件之间的相互关系,将锻压过程中的热塑性有限元分析与操作机的动力学分析耦合,通过比较在垂直方向主动柔顺以及水平方向被动柔顺条件下,锻压过程对大型锻件操作装备机所承受载荷的影响.结果表明,主、被动柔顺均可使大型锻件操作装备机的承载降至安全限度以内.     

汽车板精益成形技术

建立了面向零件成形特征的合理选材方法，发明了高效的拉延筋阻力混合优化设计方法，构建了变压边力控制实验平台。从降低成形质量对材料和工艺过程波动敏感性的角度出发，研究面向材料和工艺参数随机波动的成形质量的稳健控制。形成了基于“合理选材、工艺优化、稳健设计”思想的汽车板精益成形技术体系。通过在宝钢股份和多家汽车厂10多年的成功应用，支持宝钢汽车板的市场占有率稳步达到50 %，有效地推动了国产汽车板使用技术的发展。     

摩擦接触约束下的非刚性装配动态卡阻楔紧分析

在装配系统的整体运动规律及弹性接触变形条件下,对装配系统进行了近刚性接触分析.在库仑摩擦模型及单面接触约束模型的基础上建立装配系统的柔顺动力学模型,根据方程系统中系数矩阵的奇异性来分析相应的卡阻、楔紧现象,得出顺利装配的无卡阻运行空间以及随着设备承载能力的增大和材料弹性的增强,楔紧的发生几率减小的规律.     

外加纵向磁场移动焊接熔池流场和传热耦合分析

建立了外加纵向磁场移动(GasTungsten Arc Welding，简称GTAW)三维熔池中的电磁场、流场与热场的数学模型，利用ANSYS软件所提供的多耦合场分析功能，对熔池中电流密度与通电线圈产生的磁场分布，以及外加纵向磁场作用下移动GTAW三维熔池的流场与热场进行了研究．研究发现，熔池中的电流密度在熔池中心以外的某一环形区域达到最大值，空心圆柱线圈产生的磁场可以近似为纵向磁场，而且在外加纵向磁场作用下，焊接熔池液态金属做高速旋转运动(0．23m／s)，可使熔池呈现“宽而浅”的形状．     

ZrO2陶瓷材料在水环境中的疲劳断裂特征

采用断裂力学中的四点弯曲试验法，对ZrO2陶瓷材料分别在大气、水环境中的静疲劳和循环疲劳破坏特性进行研究，通过扫描电子显微镜（SEM）对试验片断裂面的微细组织进行观察，分析并阐明了造成材料疲劳断裂的机理。结果表明，相同应力条件下，材料在水环境中的疲劳寿命比大气环境中低以及循环疲劳对材料的疲劳寿命起到劣化作用，该劣化作用可以认为是由于循环应力使得微裂纹增加和扩展造成的。     

伺服焊枪点焊压痕深度在线提取与电极磨损对焊点质量的影响

首先研究利用伺服焊枪在线提取压痕深度的可行性.结果分析表明,回程误差是造成测量压痕深度总体偏低的原因,误差补偿后的伺服焊枪精度完全能够满足压痕深度测量要求.进而分析了点焊镀锌板的电极磨损对压痕深度与焊点质量的影响.应用神经网络方法建立了包含电极磨损因素在内的焊点质量与压痕深度评价模型,为基于伺服焊枪压痕深度提取的焊点质量在线评价提供了技术支持.     

自控电器中转动式触头系统对任意力函数的振动响应分析

通过对一种自控电器内带有转动式触头系统在其动、静铁心吸合过程中所引起的两次振动的位移时程响应及最大弹跳量和随后弹跳的衰减历程进行初步分析和探讨。同时，通过实例计算得出与文［２］实测结果相一致的结论。