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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 面向制造过程的车身尺寸偏差控制2

1.2.1 传统的工序控制的缺陷与在线检测2

1.2.2 基于偏差诊断的车身尺寸偏差控制4

1.2.3 基于自适应补偿的车身装配偏差控制5

1.3 面向设计的车身装配尺寸偏差控制6

1.3.1 夹具的优化设计6

1.3.2 车身装配偏差分析与综合7

1.4 基于偏差流理论的车身装配尺寸偏差控制的系统模型9

1.5 现代车身制造质量控制体系框架10

参考文献10

第2章 白车身制造质量检测与评价方法13

2.1 引言13

2.2 基于功能尺寸的白车身制造质量检测方法13

2.2.1 车身统一基准系统（RPS）13

2.2.2 白车身检测的功能尺寸系统定义14

2.2.3 白车身检测的功能尺寸系统构成与作用机制15

2.2.4 应用实例18

2.3 基于曲率特征的覆盖件检测规划21

2.3.1 采样规划原理22

2.3.2 算法实现23

2.4 白车身制造过程的统计质量评价24

2.4.1 制造过程的离线检测24

2.4.2 白车身制造质量连续改进指数（CII）29

2.4.3 小样本检测条件下CII指数的计算30

2.4.4 小样本检测条件下合格率的计算37

2.5 本章小结41

参考文献41

第3章 基于数值模拟的薄板冲压成形质量控制44

3.1 引言44

3.2 薄板冲压成形仿真系统45

3.2.1 计算机软硬件平台47

3.2.2 体系结构中的关键环节47

3.3 冲压回弹分析48

3.3.1 汽车零件的变形及其回弹48

3.3.2 回弹的影响因素51

3.3.3 回弹的常用计算方法52

3.3.4 回弹预测的增量有限元法55

3.3.5 基于一步模拟的回弹预测方法59

3.4 回弹控制与补偿方法研究62

3.4.1 基于变压边力的大弯曲件回弹控制方法62

3.4.2 基于回弹预测的小曲率件模具型面设计68

3.5 本章小结73

参考文献74

第4章 白车身点焊质量控制方法研究80

4.1 引言80

4.2 轿车车身电阻点焊熔核长大过程有限元仿真研究80

4.2.1 点焊装配的分类80

4.2.2 电阻点焊过程计算模型81

4.2.3 点焊过程控制方程组81

4.2.4 点焊过程有限元模拟83

4.2.5 电阻点焊热过程对零件变形影响研究85

4.2.6 试验研究91

4.3 轿车车身电阻点焊装配过程偏差机理及其仿真的研究93

4.3.1 车身装配的特点93

4.3.2 轿车车身装配偏差定义95

4.3.3 偏差传播的几何分析95

4.3.4 轿车车身零件多点装配过程偏差有限元仿真99

4.3.5 应用实例103

4.4 本章小结108

参考文献108

第5章 柔性薄板焊装夹具的优化设计方法110

5.1 引言110

5.2 基于CBD的焊装夹具概念设计111

5.2.1 焊装夹具设计实例相似度112

5.2.2 焊装夹具设计实例的索引和检索113

5.2.3 焊装夹具设计实例的修改和存储116

5.3 面向N-2-1定位的薄板焊装夹具优化设计方法117

5.3.1 多种群自适应模拟退火-遗传算法118

5.3.2 多种群自适应模拟退火-遗传算法（SAMGA）算法结构研究119

5.3.3 基于MATLAB和FEMLAB的SAMGA优化算法工具包122

5.3.4 焊装夹具的定位误差123

5.3.5 考虑定位误差时的“N-2-1”定位原理123

5.4 车身薄板焊装夹具虚拟设计系统125

5.4.1 车身焊装夹具虚拟设计体系125

5.4.2 车身焊装夹具虚拟设计系统129

5.5 应用实例134

5.5.1 车门内板结构及其装配过程134

5.5.2 车门内板焊装夹具概念设计136

5.5.3 车门内板焊装夹具结构设计137

5.5.4 车门内板焊装夹具优化设计138

5.6 本章小结141

参考文献142

第6章 柔性薄板冲压件检具设计方法145

6.1 引言145

6.2 车身检具选型设计方法145

6.2.1 车身检具设计过程146

6.2.2 车身检具的特点及其分类147

6.2.3 车身覆盖件检测特征148

6.2.4 基于检测特征的车身检具选型设计研究149

6.2.5 车身检具选型设计应用举例154

6.3 车身检具结构设计方法154

6.3.1 车身检具结构特征155

6.3.2 车身检具特征映射159

6.3.3 车身检具特征映射系统结构163

6.3.4 车身检具特征映射功能的实现方法167

6.3.5 应用举例168

6.4 柔性薄板冲压件检具优化设计169

6.4.1 关于柔性零件——检具的基本假设169

6.4.2 检具的有限元优化分析模型170

6.4.3 柔性件检具优化设计方法—基于知识的遗传算法172

6.5 基于ANSYS的薄板冲压件检具优化设计183

6.5.1 基于APDL的遗传算法优化技术183

6.5.2 基于知识的遗传算法计算模块184

6.5.3 ANSYS环境下柔性零件检具优化设计的程序结构185

6.6 应用实例186

6.7 本章小结189

参考文献190

第7章 基于知识的车身装配尺寸偏差源快速诊断方法192

7.1 引言192

7.2 小样本检测数据的处理分析与尺寸控制方法193

7.2.1 小样本采样条件下相关分析与主成分分析193

7.2.2 基于多维时间序列分析的车身装配过程预测194

7.2.3 车身装配过程尺寸控制的系统流程198

7.3 N-2-1焊装夹具定位失效模型与故障模式匹配方法199

7.3.1 车身焊装夹具的定位方案与假想失效模式200

7.3.2 夹具定位单元与测点的几何关系201

7.3.3 焊接夹具误差样本模型的建立203

7.3.4 模型参数的确定208

7.3.5 夹具误差样本模型中的诊断向量与主成分之间的关系209

7.3.6 夹具故障模式匹配的映射程序210

7.3.7 基于蒙特卡罗模拟的模型验证212

7.4 基于知识的车身装配尺寸偏差源诊断系统构造214

7.4.1 系统结构214

7.4.2 产品和工艺过程知识库215

7.4.3 问题识别219

7.4.4 问题分析221

7.4.5 误差源定位222

7.5 本章小结224

参考文献224

第8章 轿车车身制造质量控制系统研究应用实例226

8.1 引言226

8.2 白车身装配工艺系统226

8.3 白车身装配过程偏差源智能诊断系统软件230

8.3.1 软件总体结构230

8.3.2 主要模块功能和界面230

8.4 案例分析实例234

8.4.1 某轿车后围板尺寸波动诊断实例235

8.4.2 某三厢车前围尺寸偏差及波动案例研究241

8.4.3 某轿车前翼子板钻孔工位钻孔波动案例251