卡扣作為簡單、快速和經(jīng)濟的連接形式得到越來越廣泛的應(yīng)用。鎖緊功能件作為卡扣的重要組成部分,承受著裝配力和偏斜力的綜合作用。因此,鎖緊功能件的強度和可靠性在卡扣連接中起到十分重要的作用。傳統(tǒng)的設(shè)計方法都是設(shè)計人員參考類似產(chǎn)品的幾何參數(shù),然后根據(jù)經(jīng)驗進行同比例放大或縮小,難以滿足要求。而采用有限元方法可以對卡扣的裝配過程進行準確分析,從而使卡扣設(shè)計從經(jīng)驗設(shè)計向科學(xué)設(shè)計轉(zhuǎn)變。 本論文以懸臂鉤卡扣為研究對象,首先采用Pro-E三維設(shè)計軟件對蹺板式開關(guān)裝置中的相關(guān)卡扣裝配零件進行三維建模。然后運用HyperMesh/LS-DYNA軟件建立了符合卡扣實際裝配情況的有限元模型,并進行了卡扣裝配過程中裝配力分析以及裝配應(yīng)力分析。對通過有限元分析得到的各種卡扣裝配方案的裝配力,采用正交試驗方法考察各個尺寸因素對裝配力的影響,通過極差分析得到每種懸臂鉤卡扣組合形式下的最優(yōu)參數(shù)組合,并給出各種組合形式下的卡扣方案改進建議,對實際生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義。最后,運用HyperMesh中的優(yōu)化設(shè)計模塊OptiStruct對典型懸臂鉤卡扣進行了全面的優(yōu)化設(shè)計,包括懸臂梁的長度、梁的厚度、壁面處梁的寬度以及卡爪根切深度的形狀優(yōu)化,使懸臂鉤卡扣體積減小,最大裝配力減小。 本論文的研究結(jié)果表明有限元方法以及OptiStruct優(yōu)化軟件可以為懸臂鉤卡扣設(shè)計提供科學(xué)的依據(jù),對設(shè)計性能穩(wěn)定、可靠且成本低廉的懸臂鉤卡扣結(jié)構(gòu)具有指導(dǎo)意義,對促進企業(yè)技術(shù)進步,提高企業(yè)的競爭力起到了積極而重要的作用。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH131
【部分圖文】：

與高校等科研單位建立合作關(guān)系，進行產(chǎn)品研發(fā)。本項目對浙江正泰建筑電器集團典型開關(guān)產(chǎn)品中的卡扣設(shè)計方案進行了有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其開關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1.6，1.7所示。在這個開關(guān)產(chǎn)品中，面板與安裝架，安裝架與基座，蓋板與鈕子以及壓板與基座之間都是以懸臂鉤卡扣進行連接的。圖1.6開關(guān)產(chǎn)品外觀圖圖1.7開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖目前該產(chǎn)品存在的主要問題如下:(l)在使用過程中部分卡扣出現(xiàn)根部斷裂情況，影響產(chǎn)品使用性能。(2)無法確定卡扣裝配過程所需要的裝配力大小以及產(chǎn)生的卡扣應(yīng)力。(3)正如前面所述，卡扣設(shè)計沒有規(guī)定，缺少統(tǒng)一的標準，只能參考類似產(chǎn)品幾何參數(shù)，不能保證卡扣設(shè)計準確性。(4)由于金融危機影響，原材料價格大幅度上漲，如何最大程度提高材料利用率，降低產(chǎn)品成本

者利用塑料供應(yīng)商提供的參考設(shè)計準則進行設(shè)計，但是那些準則中提供的可扣類型比較單一，而且設(shè)計過程需經(jīng)過查閱卡扣相關(guān)設(shè)計手冊、計算校核和建模等基本步驟。涉及到對卡扣公式的理解和選擇、參數(shù)選取、結(jié)果分析等諸設(shè)計使用時過于繁瑣。(2)使用中的問題。對于懸臂鉤卡扣在使用中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)其中的一個或多子損壞了，甚至折斷了，而其余的鉤仍然保持完好。這就表明在使用中的卡扣變大于材料許用應(yīng)變。很大原因是很多生產(chǎn)商只是根據(jù)經(jīng)驗設(shè)計產(chǎn)品，在卡好之后根本沒有進行卡扣裝配運動分析。浙江正泰建筑電器有限公司針對目前行業(yè)的發(fā)展趨勢，開始了自己的自主路。與高校等科研單位建立合作關(guān)系，進行產(chǎn)品研發(fā)。本項目對浙江正泰建筑電器集團典型開關(guān)產(chǎn)品中的卡扣設(shè)計方案進行了有元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其開關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1.6，1.7所示。在這個開關(guān)產(chǎn)品中，與安裝架，安裝架與基座，蓋板與鈕子以及壓板與基座之間都是以懸臂鉤卡扣連接的。

卡扣組成圖
【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 魏俊杰;有限元分析在主動拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

本文編號：2863033