白车身的制造质量直接影响着汽车的性能和用户的感知质量,其中主拼工位是整车制造中最关键的环节。主拼工位是将下车体总成与侧围总成等零件在主夹具的定位下进行焊接装配的工位。其中下车体总成为前车体、前地板和后部下车体焊接而成的大总成件,侧围总成通常由侧围内板、侧围外板和AB柱焊合件等焊接而成。随着汽车生产要求趋向于多车型柔性化生产,主拼工位的主夹具为适应快速生产和工装切换等需求导致刚度降低。另一方面,由于白车身是由众多外形复杂的薄壁件焊接而成,生产制造的误差累积到主拼工位时,容易在装配过程中发生接触干涉而产生装配力,反而导致侧围-主夹具系统的刚度要求变高。因此,研究主拼工位侧围-主夹具系统的刚度特性对于控制装配偏差、保证装配质量有十分重要的意义。本文针对某国产品牌车型的主拼工位作为研究对象进行分析,研究了侧围-主夹具系统在装配时由于接触干涉导致的变形问题,利用柔性偏差分析方法,探究在接触约束条件下侧围的装配质量,得出保证工序能力下的最优公差控制范围。利用有限元方法进行仿真分析,得出侧围-主夹具系统在极限接触偏差下的变形量,并对其刚度进行分析和协调设计,为实际生产提高主拼工位的制造能力和白车身的装配质量提供指导。本文的研究内容分为以下四个部分:(1)侧围-主夹具系统装配的力学建模根据侧围-主夹具系统的装配形式,对侧围和主夹具进行了简化处理,考虑侧围与下车体总成的接触对侧围-主夹具系统的变形影响。用简化的梁单元对装配中可能存在的接触问题进行力学分析,采用拉格朗日乘子法计算接触力,得出了接触面的偏差与最终变形的影响关系(2)考虑接触的侧围柔性偏差分析根据设定的接触约束条件,对侧围的装配进行偏差分析,使用3DCS软件仿真模拟出主夹具定位销的变形偏差对于最终的装配质量的影响,采用了全面实验法对主夹具的变形偏差进行优化,得到了满足工序能力下的最优变形偏差组合。(3)基于有限元的侧围-主夹具系统的刚度分析与协调设计针对装配中存在的接触问题,在有限元软件ABAQUS中进行装配仿真分析,得出了极限接触偏差条件下的侧围-主夹具系统变形情况,并对系统的刚度进行评估以给出指导意见。(4)侧围-主夹具系统装配的接触实例应用以某国产品牌车型生产制造中出现的装配接触问题为案例进行分析,通过柔性装配偏差分析,得出了在接触约束下侧围关键控制点的装配质量,并对主夹具的定位偏差进行优化,得出满足生产条件下的定位偏差控制值。再通过有限元进行仿真分析极限接触偏差下的侧围-主夹具的变形情况,针对侧围-主夹具的刚度不足进行协调设计并提出优化方案,最后通过优化后的仿真结果和实际生产结果进行比较,说明了理论方法和模型的正确性。