【摘 要】
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目前振动时效技术被广泛用于消除金属结构件在制造过程中产生的残余应力,可以有效的减小残余应力对中小型结构件尺寸稳定性、疲劳强度和断裂强度等机械性能的影响;传统的振动时效处理方法效率低且劳动强度大,无法实现大批量的生产需求。针对新能源汽车中小型结构件生产过程中的要求,本文基于TRIZ理论创新设计一种中小型结构件多维振动时效试验台,对多维振动时效试验台进行结构设计和相关的理论分析。基于TRIZ理论对现有
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目前振动时效技术被广泛用于消除金属结构件在制造过程中产生的残余应力,可以有效的减小残余应力对中小型结构件尺寸稳定性、疲劳强度和断裂强度等机械性能的影响;传统的振动时效处理方法效率低且劳动强度大,无法实现大批量的生产需求。针对新能源汽车中小型结构件生产过程中的要求,本文基于TRIZ理论创新设计一种中小型结构件多维振动时效试验台,对多维振动时效试验台进行结构设计和相关的理论分析。基于TRIZ理论对现有串联式振动试验台进行因果分析和金鱼法分析,找到现有振动试验台存在的不足与问题,进行结构创新设计;运用冲突矛盾分析法对系统中的问题进行优化设计,设计一种中小型结构件多维振动时效试验台。试验台的主体结构采用混联式,其并联部分具有X、Y、两个方向的平移运动和绕X、Y方向的转动,共四个运动自由度,与Z向激振装置、回转装置串联后构成三平移三转动的六自由度混联机构。运用ANSYS有限元分析软件对中小型结构件多维振动时效试验台的关键零部件分别进行静力学分析、模态分析和谐响应分析。通过对三种板簧设计方案的分析选出最符合设计要求的板簧,并根据仿真结果对试验台板簧的结构进行优化;板簧与动平台的模态分析和谐响应分析验证了板簧和动平台的材料选择及结构设计的合理性,结果表明多维振动时效试验台在工作过程中不会发生共振。对四自由度柔性支撑架进行刚度计算,通过伪刚体法和弹簧刚度等效法得到四自由度柔性支撑架整体刚度的计算公式;并对电磁铁和轴承进行选型及相关参数的计算,回转装置中的轴承选用圆柱滚子轴承,对其进行校核,满足使用要求。在ADAMS软件中对多维振动时效试验台的动平台进行运动学特性的仿真分析,通过对多维振动时效试验台不同工作模式下的运动学分析得到其动平台质心单方向独立工作、不同方向组合工作的位置随时间变化的曲线、速度随时间变化的曲线及加速度随时间变化的曲线,仿真结果表明动平台各个方向的运动相互独立,互不影响,符合各向运功完全解耦的设计要求。图[68]表[8]参考文献[84]
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