论文题目：汽车安全气囊热挤压设备的设计与开发
摘要：汽车被动安全气囊作为对驾驶员行车的安全保障,越来越引起汽车生产厂家对安全气囊的高质量生产的意识,同时对安全气囊整体装配设备的要求也愈加严格。安全气囊的制造离不开气囊装配生产设备的研制,而目前国内安全气囊热挤压工位处于非自动化阶段,设备大型化,压缩气囊布袋效果不太明显,其生产效率还远远满足不了汽车行业对安全气囊零部件的需求,这样既不利于产品的优化生产,又不能满足新型汽车的气囊更新,而进口安全气囊热挤压设备不但成本昂贵,设备维修困难,并且由于国外企业对气囊技术的垄断,极大地限制了国内汽车工业的进程。本文针对目前汽车安全气囊小型化问题及生产设备自动化程度低的弊端,深入研究气囊布袋物理特性及热挤压技术的原理,对安全气囊布袋热挤压的工艺流程进行分析研究,设计了一种安全气囊布袋热挤压设备结构,实现了对安全气囊装配过程中智能化生产。研究内容主要包括:首先根据气囊纤维材质的物理特性确定热挤压过程中温度、压力等重要工艺参数,制定了设备的设计准则,分析了在热挤压过程中影响气囊生产效率的热平衡因素,并设计了热压型腔和冷压型腔的结构;根据气囊布袋热挤压工艺要求对其机械结构进行模块化设计,并通过CATIA软件进行三维建模;然后,应用ANSYS Workbench软件对设备的热压型腔和机架进行了静力学和模态分析,验证了热挤压设备核心部件满足强度和可靠性要求;接着,运用模糊自适应PID控制算法,建立了热压模块温度控制系统模型,实现了设备温度的精准控制,开发了具有数据采集、实时调控的热挤压设备控制系统;实验结果表明:热挤压设备工作运行良好,保障了产品的高合格率,验证了热挤压设备能够满足气囊布袋生产装配的技术要求。本文对汽车安全气囊热挤压设备进行设计与研究,解决了安全气囊小型化问题,降低了设计与制造成本,加速了汽车零部件生产国有化进程,并对热挤压技术在安全气囊布袋压缩装配过程中的推广应用提供了重要的参考价值。
关键词：安全气囊;热挤压技术;热平衡因素;热压模块;模糊自适应
学科专业：机械工程（专业学位）
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 研究背景及意义
1.3 国内外发展现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 课题研究内容
第2章 热挤压设备技术参数确定及热平衡分析
2.1 设备温度-压力的确定
2.1.1 玻璃转化温度
2.1.2 气囊材料温度-压力实验
2.2 设计准则
2.3 热挤压设备热平衡分析
2.3.1 热量传递的基本理论
2.3.2 传热过程分析
2.3.3 热压模块热平衡分析
2.3.4 冷压模块热平衡分析
2.4 本章小结
第3章 热挤压设备整体结构方案设计
3.1 热挤压设备的工艺流程
3.2 整机结构布局设计
3.3 热压模块机构设计
3.4 冷压模块机构设计
3.5 关键零部件有限元分析
3.5.1 热压型腔的模态分析
3.5.2 机架静力学分析
3.5.3 机架的模态分析
3.6 本章小结
第4章 热挤压设备的控制系统设计
4.1 控制系统的总体设计
4.2 各功能模块的硬件设计
4.2.1 温度控制模块
4.2.2 压力位置控制模块
4.2.3 传输机构模块
4.3 热压模块的温度控制器设计
4.3.1 模型的建立
4.3.2 模糊控制器
4.3.3 输入、输出变量模糊化处理
4.3.4 模糊控制规则
4.3.5 清晰化
4.4 仿真及试验分析
4.5 本章小结
第5章 热挤压设备的调试与试验
5.1 热挤压设备的调试
5.2 产品评价指标
5.3 试验验证
5.4 本章小结
第6章 结论
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献