文档介绍：小型薄板件刚度测试仪关键技术研究摘要在现代工业中,,目前所进行的薄板件刚度测量大都是在抗凹试验机上进行的抗凹刚度测量。而且,现有的刚度测试装置普遍是大型框架式结构,无法广泛应用于实际生产的现场测量中。针对上述问题,开发研制了一套小型薄板件刚度测试仪。本文通过刚度测量试验,找到适合的刚度评价指标,并以此为指导设计一个小型薄板件刚度测试仪器,通过对仪器机械部分进行结构仿真及从机座到末端测头的仪器系统误差进行分析,为仪器的优化及稳定测量提供了一定的理论依据。采用扁壳类零件进行变形刚度的试验研究,通过分析试验结果,确定了本仪器采用载荷一挠度曲线初始点斜率为薄板件刚度评价指标。基于上述理论提出了刚度测试仪的设计方案,并对其机械部分的总体设计原理及加载机构的设计进行了详细介绍。对刚度测试仪机架结构进行了刚度模拟计算,分析过程应用有限元软件词迪郑康脑谟谑够茉诼一定强度和刚度的条件下,通过机架几何尺寸的优化使机架所用的材料最少。采用瓾方法,建立了测试仪末端测头中心相对于机座参考坐标系测量运动数学模型,在此基础上,运用矩阵全微分法建立误差模型,并采用计算机仿真的方法对误差模型进行了仿真。该误差模型的建立与仿真,对于提高测试仪精度具有十分重要的作用。本设计的优点在于:测量系统体积小,便于携带,可用于不同场所的刚度测量实验。计算机通过刂撇浇缁诵校ぷ魑榷ā⒖煽浚磺拟合采用最小二乘法,拟合精度高;人机交互界面清晰,操作简单。关键词薄板件;刚度测试仪;刚度测量:误差哈尔滨理丁人学秎宦畚
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,对钢板的需求倾向于高质量,良好的特性以及轻量化⋯。基于轻量化的要求,钢板及高强度钢被更多的使用,并进一步产生由钢板向铝型板材转变的趋势‘S捎谄蹈哺羌蠖际谴笮捅“宄逖辜湎喽厚度搴裼肓慵淖畲舐掷3叽缰非常小,这就导致其刚度比较差。尽管在现代车身设计中利用有限元等方法已经能够对这方面的特性做某些计算协牵捎诮纬党瞪斫峁沟母丛有裕庵旨扑愕木ǘ韧鞘钟邢的。目前,对轿车车身刚度的实验仍然是汽车车身开发过程中的一个不可替代的重要环节。正是在此工业背景的驱动下,对薄板件刚度的测量受到越来越多的关注,成为汽车工业中一个至关重要的环节。本章着重介绍与薄板件刚度相关的研究内容,以及薄板件刚度测试仪器的研制发展现况。汽车在使用过程中,车身外板等覆盖件总要受到外部载荷蛲獠磕芰的作用,如触摸、按压的静载荷及行进过程中的震动、撞击的动载荷。这些作用往往使覆盖件形状发生改变,变形特点表现为弹性和塑性两种行为。弹性变形表现为载荷作用时发生凹陷挠曲,随载荷增大凹陷挠曲深度及凹陷范围扩大,但载荷去除后,又恢复到原来的形状。在汽车制造领域,把外覆盖件受外部载荷作用下,抵抗凹陷挠曲及局部凹痕变形、保持原有形状的能力,称为覆盖件的胀拉刚度。而把载荷作用后发生局部永久凹痕,覆盖件抵抗这种塑性变形的能力称为抗凹刚度睁钉。刚度是反映覆盖件使用性能的重要特性之一,客户在购买轿车时把车身的刚度作为一项重要性能指标加以要求。当用手按压覆盖件时会感到有阻力,覆哈尔滨理下大学秨:学位论文
,艿盖件刚度所对应的就是这种感觉。这种特征通常用覆盖件在集中载荷作用下获得的载荷肽佣万,凹下的位移量叵登弑硎如图所示三种冲压件的载荷挠度关系曲线。相同载荷下的翟酱螅得鞲哺羌母度越差。由于成形的条件不同,图中的煌蚬叵登叩男巫匆哺鞑幌嗤a。曲线翘荻冉洗蟮那榭觯谙嗤睾勺饔孟拢宀牡哪佣刃「斩却蟆G逤是梯度较小的情况,同样受载时会产生较大的挠度,覆盖件整体刚度较低。曲线是反映覆盖件板材刚度的比较典型的特性曲线。在曲线的初始状态时,曲线的梯度较大,随着所施加载荷的增加,挠度也增加。而当载荷增加到一定程度时,挠度急剧增加,载荷突然下降,产生了载荷极值点缤贾蠦点所示这种载荷突变点只就是用手对冲压件施压时感觉瘪下去的点,这种现象就是刚度失稳现象,又称为油壶效应,载荷突变点为油壶载荷。这时,会出现覆盖件受表面法向载荷ú牧纤嫫翟硕钡募铀倭凸咝粤后产生“忽嗒忽在覆盖件的中央加载时,覆盖件的刚度可用所产生的挠度万来表示,理论上,覆盖件中央施加的载荷氩哪佣万浞瞎式中:足为刚性系数;J┘釉睾桑琸籺为板料厚度,。即胀拉刚度与板厚的畏匠烧龋导实陌澹捎谄浯笮⑿巫床煌嗒焐南窒蟆。辎图睾捎肽佣裙叵登卟浮哈尔滨理搜学硕学位论文栏色
为畏降墓叵H粲猛等硎荆騧是在之间变化的。影响刚度的因素及设在板上的沟槽、凸起等原因,板的挠度变化是很复杂的,不能简单的理解由此,总结出薄板件刚度和稳定性的四种评价方法“钔:欢ㄔ睾勺饔檬辈陌枷菽忧灰仆騪;欢ò枷菽忧灰扑璧脑睾蒔。;睾梢晃灰魄叩男甭蔏