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超声波工装、超声波模具有限元化分析

发布时间:2018-01-18 11:59

超声波焊接机      高周波熔接机      超声波清洗机      超声波焊接机原理

   随着超声波技术的发展,应用也越来越广泛,超来越多的产品都需要超声波技术来完成,例如:超声波可以用来清洗微小脏污颗粒,也可以用于金属或塑料的焊接。尤其是现在的塑料制品,大多采用超声波焊接,因为省去了螺钉结构,可以使得外观更完美,而且还有防水防尘的功能。其中塑料焊接工装(Horn)、超声波模具的设计对最终焊接质量和生产能力有着重要的影响。在新型电表的生产中也是使用超声波将上下两个面壳融合到一起,但是在使用过程中发现,有的工装安装到机器上使用很短一段时间就发生开裂等失效,有的工装焊接产品的缺陷率较高。各种故障对生产造成了相当严重的影响。根据了解,是由于设备供应商对工装的设计能力有限,往往是通过反复修模来达到设计指标。因此我们有必要利用自身的技术优势开发耐用的工装以及一套合理的设计方法。


   超声波技术已经广泛应用于金属、塑料焊接工艺中。焊接工装(Horn),因其对结构动力学方面的高性能要求,传统的仿造、修模设计方法已不能适应塑料产品多变的要求。本文通过有限元化进行固有频率和模态分析,设计新型工装,满足有效传递和均匀分配振动能量的功能要求。在设计过程中结合ANSYS的参数化建模、全因子实验设计优化(DOE)和概率设计系统(PDS)模块,进行参数设计和健壮性设计,调整几何尺寸,使得工装的固有频率和超声波频率匹配,对应的模态在工作面振幅均匀,减少了局部结构应力集中的问题,同时对材料和环境的参数变化有较好的适应性。所设计的工装一次加工完成投入使用,避免了反复修整工装所带来的时间和成本上的浪费。

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