电阻点焊的质量预测模型和溶核模拟的研究

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随着科学技术的发展,人们对生活质量的要求也不断提高,对各种产品质量的要求也越来越高。焊接作为一种在现代生产、制造中的一个重要的加工方法,对其工艺与质量的要求也越来越高,然而在生产中,对于焊点质量检测缺少无损检验的方法,大部分仍是用破坏性试验,所以对于焊点质量的预测与模拟的研究仍是一个重要的课题。所以本课题就针对电阻点焊的焊点质量预测以及通过有限元模拟熔核过程进行研究。首先,本文采用多元非线性回归正交组合的设计方法,以抗剪载荷作为质量指标,以焊接电流、电极压力、焊接时间和预压时间以及各因素之间的交互作用作为考察因素,建立非线性回归模型,对模型进行优化,根据P值检验,其显著性影响的因素依次为焊接电流、焊接时间、预压时间和电极压力以及交互作用,把不显著的因素舍去,得到最优的预测模型。采用该模型对抗剪载荷进行预测,通过验证试验得出其对抗剪载荷的预测误差在5%以内,该模型能够满足一定的生产要求。其次,为了寻求更精确的模型,又采用了人工神经网络技术,以焊接电流、电极压力、焊接时间、预压时间和维持时间为输入矢量空间,以抗剪载荷为输出矢量空间,建立了BP网络模型,通过对数据的“归一化”处理和对模型的优化处理,经过试验验证,该模型的预测精度可高达3.5%,具有较高的预测效果,为焊点质量的在线监控奠定了一定的技术基础。最后通过有限元模拟,采用热-电耦合模型,运用直接分析法对熔核过程进行了模拟,并通过实际实验结果与之对比,模型的误差在2%-5%之间。该模型对熔核过程的模拟以及熔核直径的计算具有一定的精度,而且还可以看出模拟的结果都是比实验所得出的直径小。可以得出,热-电耦合模型对于熔核直径的预测,加载的因素较少可能是造成模拟结果偏小的主要原因,因此若要得到更精确的模拟效果,需要把其它因素考虑进去,例如电极压力等,建立更完整的热-电-力模型。
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