汽車生產(chǎn)制造需要大量使用螺栓連接,其連接質(zhì)量直接影響產(chǎn)品性能。隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的迅速普及,具有監(jiān)測(cè)功能的打緊設(shè)備在企業(yè)中廣泛應(yīng)用。打緊工藝過程涉及扭矩、轉(zhuǎn)角、時(shí)間等多類型海量數(shù)據(jù),利用大數(shù)據(jù)分析方法,結(jié)合企業(yè)螺栓打緊工藝對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,建立異常檢測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)潛在異常的模式識(shí)別,為企業(yè)提供準(zhǔn)確的質(zhì)量管理決策。本文從企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際出發(fā),分析了螺栓打緊的主要控制方法及理論,對(duì)螺栓打緊工藝過程及歷經(jīng)階段進(jìn)行研究,分析了目前企業(yè)應(yīng)用自動(dòng)打緊設(shè)備的質(zhì)量控制技術(shù),指出存在的質(zhì)量評(píng)價(jià)缺陷。通過對(duì)螺栓打緊工藝原始數(shù)據(jù)特性的分析,總結(jié)了數(shù)據(jù)集存在的幾方面問題,針對(duì)螺栓打緊數(shù)據(jù)不均衡特點(diǎn),在SMOTE算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)SMOTE算法的有效性。在對(duì)打緊技術(shù)分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用了大數(shù)據(jù)運(yùn)算框架,完成對(duì)原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理工作,進(jìn)一步地提取螺栓打緊工藝直接特征與間接特征。針對(duì)螺栓打緊業(yè)務(wù)特點(diǎn),基于CART決策樹建立異常檢測(cè)模型對(duì)螺栓打緊工藝的特征信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,診斷打緊質(zhì)量,結(jié)合網(wǎng)格搜索和交叉驗(yàn)證尋找樹深、基尼不純度閾值參數(shù)的全局最優(yōu)解,提高了模型的泛化能力和診斷精度。利用學(xué)習(xí)曲線和ROC曲線下面積AUC值對(duì)模型性能進(jìn)行了評(píng)價(jià),并對(duì)模型樹進(jìn)行了可視化解釋。在此基礎(chǔ)上,基于KMeans聚類分析打緊過程異常原因及異常模式識(shí)別分類,使用“手肘法”確定最優(yōu)的聚類個(gè)數(shù),綜合螺栓打緊工藝對(duì)打緊過程異常情況進(jìn)行了分類識(shí)別。最后,通過實(shí)驗(yàn),從加速比、可擴(kuò)展性、規(guī)模增長(zhǎng)性3方面衡量了Spark平臺(tái)中并行化聚類算法的運(yùn)行性能。
【學(xué)位單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP311.13;U466
【部分圖文】：

力應(yīng)變曲線斜率值降至設(shè)定值時(shí)表示打緊完成。屈服點(diǎn)法的最大優(yōu)點(diǎn)在于，在提高打緊精度的同時(shí)，能夠充分發(fā)揮螺桿材料的強(qiáng)度性能，并且采用這種方法有效避免摩擦系數(shù)對(duì)材料表面的影響以及轉(zhuǎn)角控制方法轉(zhuǎn)角起點(diǎn)位置的變化對(duì)裝配質(zhì)量的影響。然而，這種控制方法對(duì)外部干擾敏感，并且要求螺紋本身的高性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工精度。此外，該方法在打緊過程中的控制難度是三種控制方法中最大的。2.2 螺栓打緊工藝過程分析螺栓的打緊過程一般是兩步打緊，如圖 2.1 所示。首先將螺栓打緊到被緊固零件的表面，此時(shí)為擰入階段，在此階段，螺栓和被打緊零件不會(huì)出現(xiàn)彈性變形，因此不會(huì)產(chǎn)生軸向載荷，然后繼續(xù)打緊至目標(biāo)扭矩即到最終打緊階段，連接件產(chǎn)生軸向載荷，發(fā)生彈性形變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連接件的緊固。針對(duì)控制扭矩較大且承受較高沖擊載荷的螺栓連接，為了進(jìn)一步保證緊固質(zhì)量，有時(shí)會(huì)在兩步打緊的基礎(chǔ)上先適當(dāng)返松一定角度后再打緊至目標(biāo)值，以此釋放連接件中應(yīng)力，進(jìn)而減小扭矩?fù)p失，一般將這種打緊方法稱為四步打緊，如圖 2.2 所示。

過程一般是兩步打緊，如圖 2.1 所示。首先將螺栓打緊到被緊入階段，在此階段，螺栓和被打緊零件不會(huì)出現(xiàn)彈性變形，然后繼續(xù)打緊至目標(biāo)扭矩即到最終打緊階段，連接件產(chǎn)生軸進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連接件的緊固。矩較大且承受較高沖擊載荷的螺栓連接，為了進(jìn)一步保證緊緊的基礎(chǔ)上先適當(dāng)返松一定角度后再打緊至目標(biāo)值，以此釋小扭矩?fù)p失，一般將這種打緊方法稱為四步打緊，如圖 2.2圖 2.1 螺栓打緊過程Fig. 2.1 Bolt tightening process

第 2 章 螺栓打緊技術(shù)分析打緊工藝的分析，螺栓的打緊過程經(jīng)歷五個(gè)階段[35]，如圖 2.3 所示緊到被連接件的過程中力矩為零，當(dāng)螺紋件端面與連接件貼合時(shí)，增加而增大，打緊過程開始為自由打緊階段，此階段螺栓和連接件會(huì)發(fā)生彈性形變，自由打緊階段主要以扭矩控制法對(duì)螺栓進(jìn)行預(yù)緊域，在這個(gè)階段，螺栓拆卸后，將自動(dòng)回到其原始狀態(tài)，螺栓的總螺紋件逐漸被打緊發(fā)生彈性形變，至屈服點(diǎn)后螺紋件發(fā)生塑性變形過程在屈服區(qū)域或塑性打緊區(qū)域結(jié)束，在塑性屈服階段螺栓發(fā)生彈達(dá)到受力極限，螺栓打緊狀態(tài)最佳，拆卸后螺栓保持打緊后總體被拉到原始狀態(tài)。第五階段為失效區(qū)域，螺栓已經(jīng)失效，可能發(fā)生斷裂或

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本文編號(hào)：2811078