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西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 - _ _ _ 一1 _ _ _ _ - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 a b s t r a c t r e s i s t a n c es p o tw e l d i n g ( r s w ) i sajo i n i n gp r o c e s sw i d e l yu s e di nt h e i n d u s t r y ，e s p e c i a l l yf o rt h ej o i n i n go f m e t a ls h e e t si nt h ea u t o m o t i v ei n d u s t r y d u et oi th i g hs i m p l i c i t ya n dr e p e a t a b i l i t y a st h eb o d yo fa u t o m o t i v ev e h i c l e s ， a s s e m b l e db yt h i sp r o c e s s ，c o n t a i n sm o r et h a n3 0 0 0w e l ds p o t s ，i ti sac r i t i c a l i s s u et ou n d e r s t a n dt h er s w ，a n de s p e c i a l l yt h ev a r i a t i o n st h a tm a yr e s u l to f t h ep r o c e s s s e v e r a l p a r a m e t e r si n f l u e n c et h ed i m e n s i o n a lq u a l i t yo ft h e a s s e m b l y ；t h ev a r i a t i o no ft h ep a r t sr e s u l t i n gf r o mt h ep r e c e d e n tp r o c e s ss t e p s ( e s p e c i a l l yt h es t a m p i n g ) ，t h et o o l i n gv a r i a t i o n sa n dt h ed i s t o r t i o ni n d u c e db y t h er s wa tal o c a ls c a l e o no n eh a n d ，c u r r e n tw o r k so f t e na s s u m e dt h a tt h er s wd on o ti n d u c e s e n s i b l ed i s t o r t i o nd u et ot h eh e a ta n ds oo n l yf o c u so nad i m e n s i o n a la n a l y s i s o ft h ep a r t sa n dt o o l i n gv a r i a t i o n s o nt h eo t h e rh a n d m a n yw o r k sd e a l tw i m t h el o c a ls i m u l a t i o no ft h er s wb u td i dn o te x t e n di tt ot h eg l o b a la s s e m b l y i t s h o u l db eo fi n t e r e s tt oc o m b i n et h ek n o w l e d g eo fb o t ht h el o c a lb e h a v i o ro fa w e l ds p o ta n do ft h eg l o b a ld i s t o r t i o no fs t r u c t u r e sd u et ot o o l sa n dp a r t s v a r i a t i o n c o n s i d e r i n gt h ea s s e m b l yo fm e t a ls h e e t so b t a i n e db ys t a m p i n g t h e m o s to ft h ec u r r e n ts t a t eo ft h ek n o w l e d g eo nr s wa n dd i s t o r t i o ni na s s e m b l y s h o u l db em a d e t h ew o r kp r e s e n t e dh e r ef o c u so ng i v i n gag l o b a lc o m p r e h e n s i o no f t h es p o tw e l d i n gp r o c e s s f i r s t l ya tal o c a ls c a l ew i t haf i n i t ee l e m e n t a n a l y s i so nt h es o f t w a r es y s w e l do ft h el o c a lb e h a v i o ro ft h ea s s e m b l e d s t r u c t u r ed u r i n gt h ef o r m a t i o no fas p o tw e l d t h e nt h eg l o b a lb e h a v i o ro fa s t r u c t u r ed u r i n gt h ea s s e m b l yi ss t u d i e d p a r tv a r i a t i o n sr e s u l t i n gf r o mt h e s t a m p i n gp r o c e s sa r em e a s u r e da n du s e dt or u naf e ao nt h ec o m m e r c i a l s o f t w a r ea n s y s k e yw o r d s ：r e s i s t a n c es p o tw e l d i n g ，m e t a ls h e e t sa s s e m b l y ，d i s t o r t i o n a n a l y s i s 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 - 保密口。在年解密后适用本授权书； 2 不保密囹，使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论义作者签名 口期：踏吕， 指导老师签名： 御移 口期：声啦、擘j 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究t 作所得的成 果。除文中已经注明引肘的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或 撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在义中作了明确的 说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： 1 ) b o t hl o c a la n dg l o b a ls i m u l a t i o n sw e r ec a r r i e do u t 。g i v i n ga g o o dc o m p r e h e n s i o no f t h ep h y s i c a l p h e n o m e n o na n de f f e c t so ft h es p o t w e l d i n gp r o c e s s 2 ) r e l a t i o n sb e t w e e nt h ep a r tv a r i a t i o n sr e s u l t i n gf r o mp r e c e d e n t s f o r m i n gs t e p sa n dt h es p o tw e l d i n gp r o c e s sh a v eb e e ns t u d i e d 咖之矿汐 心一 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 p a r ti i n t r o d u c t i o n i 1 s t a t eo ft h er e s e a r c h t r a d i t i o n a lv a r i a t i o na n a l y s i sf o c u s e so ne i t h e rt h ew o r s tc a s e o rt h es t a t i s t i c a j a n a l y s i s ，o rt h em o n t ec a r l os i m u l a t i o n t h ew o r s tc a s ea n a l y s i si sp r i m a r i l y u s e df o ro n e d i m e n s i o n a la s s e m b l yt h a ta s s u m e sa 1 1p a r t st a k eo nt h e i re x t r e m e v a l u e s ，b u ti nf a c tt h ec h a n c e st h a ta l lc o m p o n e n t sw i l lt a k et h e i re x t r e m e v a l u e ss i m u l t a n e o u s l ya r er e m o t e a sar e s u l t ，t i g h tt o l e r a n c e st om e e ta s d e s i g n e ds p e c i f i c a t i o n sa r et h en o r m t h a ts t r i c ts t a n d a r di n e v i t a b l yi n c r e a s e s m a n u f a c t u r i n gc o s t sn e e d l e s s l y s t a t i s t i c a la n a l y s i ss p e c i f i e sv a r i a t i o n si np a r t s a ss t a t i s t i c a ld i s t r i b u t i o n s c a l c u l a t i n gd e s i g nf u n c t i o nd i s t i l b u t i o ni st h e c r i t i c a lt a s k i ft h a ti sa c c u r a t e t h em e t h o di s s u p e n o rt o t h ew o r s tc a s e a p p r o a c hi nm o d e l i n gt h ei n t e rc h a n g e a b i l i t yo fm a s sp r o d u c t i o na n dm o r e r e a l i s t i ci ne s t i m a t i n ga s s e m b l yt o l e r a n c e s m o n t ec a d os i m u l a t i o ns a m p l e s p o i n t sf r o mt h ed i s t r i b u t i o nb e i n ge v a l u a t e d t h em e t h o ds e l e c t sp o i n t s r a n d o m l ya n da n a l y z e st h e m t od e t e r m i n et h e d e s i g nf u n c t i o nv a l u e s a c c u r a c yt h e r e f o r ed e p e n d so nt h en u m b e ro fs a m p l e sa n dc a l lr e q u i r ea n e x t e n s i v es e r i e so fc a l c u l a t i o n s a l lt h r e eo f t h o s em e t h o d sa r ei n a d e q u a t ef o ra u t o m o b i l eb o d ya s s e m b l y t h e y p r o c e e df r o mt h ea s s u m p t i o nt h a tp a r t sa r er i g i da n dn e v e rd e f o r m e dd u r i n g a s s e m b l y ，w h i c h i sn o tt h ec a s ew h e n c o n s i d e r i n g t h i ns h e e tm e t a l s c o m p o n e n t s l i ua n dh u 【1 m o d e l e dt h e v a r i a t i o no nn o n r i g i ds h e e tm e t a la s s e m b l i e s u s i n gm o n t ec a r l os i m u l a t i o nt oa c c o u n tf o rc o m p o n e n tv a r i a t i o n ，a n da l l e l a s t i cf i n i t ee l e m e n t ( f e ) m o d e l ( m s c n a s t r a n ) t oc a l c u l a t et h ec l a m p i n g f o r c en e c e s s a r yt ob r i n gt h ec o m p o n e n t st o g e t h e rf o rw e l d i n g t h e yd e v e l o p e d am e c h a n i c a la p p r o a c hb a s e do nal i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h es p r i n gb a c k o ft h ef i n a la s s e m b l ya n di n i t i a lv a r i a t i o no ft h ec o m p o n e n t s w h i c hr e d u c e d d r a m a t i c a l l yt h ec o m p u t a t i o nt i m ew i t ho n l yas l i g h td e t e r i o r a t i o n ( 1 e s st h a n10 p e rc e n t ) i nt h ea c c u r a c yo fr e s u l t sc o m p a r e dw i t ht h ef u nm o n t ec a r l o m e t h o d h ua n da 1 2 】，u s i n gt h ef ec o d ea n s y s ，c o n d u c t e ds i m u l a t i o no fa d a s hp a n e la s s e m b l ya n di n v e s t i g a t e dt h ee f f e c t so ft h ew e l d i n gs e q u e n c e ， c l o s u r ef o r c e s ，a n dc o n t a c t sb e t w e e nc o m p o n e n t s i ts h o w e dg o o da g r e e m e n t w i t he x p e r i m e n t a ld a t a ，w i t ham a x i m u md e v i a t i o no fa b o u t0 5 m m b o t ho f 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 t h e s es t u d i e so n l yc o n s i d e r e dt h ec o m p o n e n ta n dt o o l i n gv a r i a t i o n sa ss o u r c e s o fe r r o r ；t h ei m p a c to fl o c a l i z ed i s t o r t i o na r o u n dt h es p o tw e l di t s e l fo nt h e d i m e n s i o n a la c c u r a c yo ft h ef i n a la s s e m b l yw a sn o tc o n s i d e r e d l e ee ta 1 【3 r e p o r t e dt h es i m u l a t e d a s s e m b l yf o rap a s s e n g e rv e h i c l e ，b u t d i s t o r t i o no fas p o t - w e l d e d ，s i d er a i l n od e t a i l e di n f o r m a t i o no ft h em o d e l ， v a r i a t i o ns o u r c e s a n dc o m p a r i s o n sw i t he x p e r i m e n t a ld a t aw e r ep r e s e n t e d f i n a l l y ，f a na n da 1 4 1r e a l i z e dt h es i m u l a t i o no ft h ed i s t o r t i o no fa i la n g l e f l a t p a n e la n dat o p h a t t o p h a tp a n e lw i t hc o n s i d e r a t i o nf o rt h ec o m p o n e n ta n dt h e t o o l i n gv a r i a t i o n sa n dt h eg l o b a le f f e c to ft h el o c a ld i s t o r t i o na r o u n de a c hs p o t w e l d c o m p a r i s o n sw i t he x p e r i m e n t a ld a t aa n dt h et o l e r a n c ea n a l y s i ss o f t ：w a r e t a a w h i c ho n l yc o n s i d e r sg l o b a le l a s t i cd e f o r m a t i o n si nt h ea s s e m b l ya r i s i n g f r o mv a r i a t i o n si nc o m p o n e n tg e o m e t r y ，w e r ep r e s e n t e d a sr e s u l t ，u n l i k et h e t a as o f t w a r e t h es i m u l a t i o ng a v et h eg o o dd i r e c t i o no ft h ed i s t o r t i o nb u tt h e m a g n i t u d ew a su n d e r e s t i m a t e d c o n c e r n i n gt h el o c a ls i m u l a t i o no ft h er e s i s t a n c es p o tw e l d i n g m a n yw o r k s h a v eb e e nd o n ei nt h ep a s tf e wy e a r st os i m u l a t et h es p o tw e l d i n gp h e n o m e n a a tt h eh e a ta f f e c t e dz o n es c a l e i n19 8 4 at h e r m a l e l e c t r o m e c h a n i c a lc o u p l e d m o d e lw a si n t r o d u c e d b y n i e df 5 1 t e m p e r a t u r e d e p e n d e n t m a t e r i a l s p r o p e r t i e sw e r eu s e di nt h i sm o d e l t h er e s u l t s i nt h i sw o r ks h o wt h e m e c h a n i c a ld e f o r m a t i o no fe l e c t r o d e sa n dw o r k p i e c e s a n da ne l l i p t i cs h a p e d w e l dn u g g e t t h ei n c r e m e n t a lm o d e ld e v e l o p e dc o n s i d e r st h ep r o c e s si na s e r i e so fs m a l lt i m ei n c r e m e n t si nw h i c ht h ep h y s i c a ls p o tw e l d i n gp r o c e s sc a n b ea c c u r a t e l yr e p r e s e n t e d ，a n di st h ew i d e l yu s e dm e t h o df o rs p o tw e l d s s i m u l a t i o n o t h e rw o r k sf o c u so nap a r t i c u l a ra s p e c to ft h el o c a ls i m u l a t i o no f t h es p o tw e l d i n g l o n ga n dk h a n n a 6 1p r e s e n t e da ni n c r e m e n t a la n dt h e r m a l e l e c t r o m e c h a n i c a lc o u p l e df i n i t ee l e m e n tm o d e lf o rp r e d i c t i n gr e s i d u a ls t r e s s d i s t i l b u t i o ni nas p o tw e l d e ds t e e lj o i n t c o m p a r i s o n sw i t he x p e r i m e n t a l m e a s u r e m e n t ss h o w e dg o o da g r e e m e n t f e u l v a r c h ，r o b i na n db e r g h e a u 7 】 w o r k e do nt h ee l e c t r o t h e r m a lc o n t a c tc o n d i t i o n s ，t a k i n gi n t oa c c o u n tt h e r e l a t i v ed i s p l a c e m e n t so fc o n t a c ts u r f a c e s a l t h o u g hs om a n yw o r k sh a v eb e e n c a r r yo u to ns i m u l a t i n gt h el o c a le f f e c to ft h es p o tw e l d i n gp r o c e s s 1 i t t l e a t t e n t i o nh a sb e e ng i v e nt ot h eg l o b a le f f e c to ft h el o c a ld i s t o r t i o n 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 1 2 i n t e r e s to ft h ew o r ka n do b j e c t i v e s t h em a j o ri n t e r e s to fm yw o r ka r et oh a v ead e e pc o m p r e h e n s i o no ft h e i n f l u e n c eo ft h es p o tw e l d i n gp r o c e s so nt h eg l o b a lp r o c e s so fp r o d u c t i o no f a u t o m o t i v ec o m p o n e n t sa n de s p e c i a l l yb o d yc o m p o n e n t s ，a n dt h er e a l i z a t i o n o fp r o p e ra t t e m p t si ne n g i n e e r i n ga n dr e s e a r c ht om o d e l i z ea n dr e p r e s e n t d i s t o r t i o n si n d u c e db yaf o r m i n go rm a n u f a c t u r i n gp r o c e s s t h e p r o d u c t i o n o ft h e s ec o m p o n e n t s g e n e r a l l yt a k e s s e v e r a l s t e p s f o r c o m p o n e n t sr e s u l t i n go ft h ef o r m i n ga n dj p i n i n go ft h i nm e t a ls h e e t s ，t h et w o m a i ns t e p so ft h ep r o c e s sa r ef i r s t l yt h es t a m p i n go ft h ed i f f e r e n ts h e e t sa n d t h e nt h ew e l d i n go ft h e s es t a m p e ds h e e t sb ym e a no ft h er e s i s t a n c es p o t w e l d i n gp r o c e s s am a i nc o n c e r nd u r i n gt h ef a b r i c a t i o no fs u c ha s s e m b l yi st oe n s u r e a s u f f i c i e n tl e v e lo fd i m e n s i o n a lq u a l i t y w h i c hi m p l i e st oc o n t r o la n dt ot r yt o m i n i m i z et h ed i s t o r t i o ni nt h ea s s e m b l y m yw o r kf o c u s e so nt h ei n f l u e n c eo f t h ew e l d i n gs t e po nt h ea p p e a r a n c eo fd i s t o r t i o ni na l la s s e m b l yo ft h i nm e t a l s h e e t sf o rt h ea u t o m o t i v ei n d u s t r y t h e r ea r et h r e ec a u s e so fd i s t o r t i o nd u r i n g a n yp r o c e s so fp r o d u c t i o n ：t h et o o l sv a r i a t i o n ，t h ep a r t sv a r i a t i o n ，a n dt h e p r o c e s sv a r i a t i o n a st h ew e l d i n gp r o c e s sf o l l o w si m m e d i a t e l yt h es t a m p i n gp r o c e s s ，p a r t s v a r i a t i o n sa r eo f t e nc o n s i d e r e da st h em a i ns o u r c eo fd i s t o r t i o n i nf a c t ，d u et o s p r i n gb a c k ，s t a m p e dp a r t sa r eh a r dt oa c c u r a t e l yp r e d i c ta n da l w a y sd i v e r g e f r o mt h e i ri d e a ls h a p e w h i l et h ei d e a lm o d e ls u g g e s t sap e r f e c ts u r f a c e c o n t a c ta tt h ew e l ds p o t s ，ag a pa p p e a r sb e t w e e nt h es u r f a c et ob ejp i n e d ， t h r e a t e n i n gt h ei p i n tq u a l i t y t h e r e f o r e ，c l a m p i n gf o r c ea n dh o l d i n gf o r c e ( o f t h er s wg u n ) h a st ob ea p p l i e dt oe n s u r et h eq u a l i t yo ft h ej p i n t w h e n r e l e a s i n gt h e s ef o r c e s ，s p r i n gb a c ko c c u r s ，d e f o r m i n gt h ea s s e m b l y t od e t e r m i n et h ei n f l u e n c eo ft h ep r o c e s sv a r i a t i o no nt h ed i s t o r t i o no fa n a s s e m b l yo fs t a m p e dm e t a ls h e e t ，o n em u s th a v eag o o dc o m p r e h e n s i o no ft h e s p o tw e l d i n gp r o c e s s t h a t sw h yi t i sv e r yi m p o r t a n tt ok n o wt h ep h y s i c a l p h e n o m e n aa n dt h et r a n s f o r m a t i o n st h a to c c u rd u r i n gt h ew e l d i n ga tal o c a l s c a l e a r o u n dt h es o tw e l d t h e nt h er e s u l t so ft h e s el o c a ls i m u l a t i o n sc a l lb e u s e do nag l o b a ls c a l et od e t e r m i n et h eg l o b a li n f l u e n c eo ft h ep r o c e s s v a r i a t i o no nt h ed i s t o r t i o no ft h ea s s e m b l y t h r o u g ht h i sw o r k ，o n ec a l lm a k et h ed i s t i n c t i o nb e t w e e nt w om a i nl i n e so f o b j e c t i v e s t h ef i r s tl i n ei st oe v a l u a t et h ed i s t o r t i o ni na s t r u c t u r em a d eo fa l l a s s e m b l yo fs t a m p e dt h i nm e t a ls h e e t sj p i n e db yr e s i s t a n c es p o tw e l d i n g t h e 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 _ l l i - l _ - _ l - i l - - i _ l _ _ - - _ _ i _ l - l l - i _ l l _ l _ _ i l _ l l _ l l - i mi _i l - _ _ i _ - l - o t h 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