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超声波焊接数值模拟的重要性

来源:发布时间:2019-01-15 17:58:08点击率:

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        超声波塑料焊接在瞬时和压力下完成,焊接过程表现出快速、复杂、多难、多参数影响等特点。焊接过程中和焊接后,将产生相当大的应力和变形(焊接残余变形,焊接收缩,焊接翘曲),而且焊接过程中产生的动态应力和焊接残余应力,还影响工件的变形及焊接缺陷。

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还影响工件结构的可焊性和构件的脆性断裂强度,疲劳强度,屈服强度,振动特性等等。特别是影响焊接工件的加工精度和尺寸稳定性。焊接热应力和变形的问题难度很大,无前瞻性,不能全面预测和分析焊接对整个焊接工件的力学特性影响,客观评价焊接质量。同时许多重要数据即影响,不可能直接用常规方法测的。

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另外由于塑料具有多种物理性能参数,还由于焊接环境的开放性使得,如果没有特别的试验方法和设备,很难将某一参数分离出来研究。铭扬超声波在大量焊接生产过程中,采用实验手段作为基础方法,其模式为“理论-数值模拟-实验生产”

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但大量的焊接实验增加了生产的成本,且费时费力,随着计算机软硬件技术的快速发展,引发了虚拟制造技术的热潮,这其中就包括焊接热加工过程中的数字模拟焊接,数值模拟技术的出现为焊接生产创造了条件。焊接数字模拟技术发展史,焊接技术正在发生着,由经验到科学,由定性到定量的飞跃。

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使用数学模型进行焊接过程的数值模拟,可参考各类参数,尽管有一些局限性,但依然在焊接研究的过程中,可以优化焊接工艺参数。特别是在焊接的温度场,对研究焊接质量,焊接工艺参数与焊接质量的关系特别重要。

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一般如果我们知道了汗接工艺参数在焊接过程中的温度变化,就能根据狩猎的玻璃态、粘流态和分解温度确定塑料融化成厚度及流变情况,从而可以控制焊接参数来控制焊接质量。

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  近些年来焊接过程的数字模拟技术,随着计算机和有限元技术的发展也不断发展和成熟。目前在进行有限元分析时所用的软件方面,有了不少优秀的计算分析软件,如:ANSYS\ABAQUS\ADINA\MARC等可提供焊接工作者使用。

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中国的有限元发展途径是使用扩充和改进从国外引进的有限元软件焊接工作者,已经无需从头编制分析软件,可以利用商品化的软件,必要时再加上自己的二次开发,即可得到需要的计算结果,还能使之形成可视化的动画图形。这就明显加速了焊接模拟技术发展的进程,国内很多利用焊接商用软件进行分析的例子。

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焊接数字模拟理论意义在于通过对复杂或不可观察的现象进行定量分析和对极端情况下尚不知的规则推测和预测。实现对复杂焊接现象的模拟雨,终于认清焊接现象本质,弄清焊接过程规律,焊接数值模拟的现实意义在于根据对焊接现场和过程数值模拟。可以优化结构设计和工艺设计,从而减少试验工作量,提高焊接模头质量。

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