前副车架自动检具动力学分析与研究

摘要

汽车前副车架生产过程中需要在线快速、高效地检测其几何参数，采用自动检测系统可提高检测效率。在自动检测过程中，利用气缸将检测机构送进到结构件上的孔、轴及其他位置，当相对尺寸变化时，会带动检测机构运动，通过与检测结构连接的传感器读出相应数据，再经过信息处理方法计算出结构件的相关几何参数。
　　但前副车架是形状复杂的薄壁焊接结构件，厚度约为2mm，其定位夹紧和检测时都需要气缸带动相关机构运动，当气缸气压发生变化和波动时对检测结果影响非常大；用于检测的位移传感器对振动非常敏感，而自动检具利用气缸进行定位夹紧和带动检测机构，其振动是不可避免的，这也对检测结果造成了影响。
　　为了解决上述问题，完善自动检测系统，本文主要工作如下：
　　(1)分析前副车架结构的特点，对已有的前副车架自动检测系统用CATIA软件构建其三维模型，分析自动检测系统各构件的结构及检测原理。
　　(2)利用Hyper Mesh进行前副车架网格的划分，建立其有限元模型，将模型导入ABAQUS软件进行动力学分析，包括模态分析及瞬态响应分析，并对结构加气压力载荷，得出不同载荷下各位置的变形情况。
　　(3)由于自动检测过程中气压对检测结果的影响，采用多项式回归分析法，得出气压和前副车架各主要尺寸的偏差关系式，利用粒子群优化算法，将前副车架主要尺寸的总体偏差和作为适应度函数，迭代寻优得最佳气压0.4578MPa。
　　(4)通过研究0.4578MPa气压载荷下稳定加强板的瞬态动力学分析结果，发现测量时刻的选取对于尺寸测量精度有较大的影响。通过分析最优气压下稳定加强板三个安装孔和左侧孔各时刻的位移变形，确定传感器数据读取的最佳时间是在卸载载荷2s左右。
　　前副车架自动检测系统在汽车生产现场使用情况表明，自动检测系统可以胜任检测要求，经过完善的检测系统，具有较高的检测精度，提高了企业的生产效率。