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超聲波焊接數(shù)值模擬的重要性

來源:發(fā)布時間:2019-01-15 17:58:08點擊率:

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        超聲波塑料焊接在瞬時和壓力下完成,焊接過程表現(xiàn)出快速、復雜、多難、多參數(shù)影響等特點。焊接過程中和焊接后,將產生相當大的應力和變形(焊接殘余變形,焊接收縮,焊接翹曲),而且焊接過程中產生的動態(tài)應力和焊接殘余應力,還影響工件的變形及焊接缺陷。

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還影響工件結構的可焊性和構件的脆性斷裂強度,疲勞強度,屈服強度,振動特性等等。特別是影響焊接工件的加工精度和尺寸穩(wěn)定性。焊接熱應力和變形的問題難度很大,無前瞻性,不能全面預測和分析焊接對整個焊接工件的力學特性影響,客觀評價焊接質量。同時許多重要數(shù)據(jù)即影響,不可能直接用常規(guī)方法測的。

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另外由于塑料具有多種物理性能參數(shù),還由于焊接環(huán)境的開放性使得,如果沒有特別的試驗方法和設備,很難將某一參數(shù)分離出來研究。銘揚超聲波在大量焊接生產過程中,采用實驗手段作為基礎方法,其模式為“理論-數(shù)值模擬-實驗生產”

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但大量的焊接實驗增加了生產的成本,且費時費力,隨著計算機軟硬件技術的快速發(fā)展,引發(fā)了虛擬制造技術的熱潮,這其中就包括焊接熱加工過程中的數(shù)字模擬焊接,數(shù)值模擬技術的出現(xiàn)為焊接生產創(chuàng)造了條件。焊接數(shù)字模擬技術發(fā)展史,焊接技術正在發(fā)生著,由經驗到科學,由定性到定量的飛躍。

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使用數(shù)學模型進行焊接過程的數(shù)值模擬,可參考各類參數(shù),盡管有一些局限性,但依然在焊接研究的過程中,可以優(yōu)化焊接工藝參數(shù)。特別是在焊接的溫度場,對研究焊接質量,焊接工藝參數(shù)與焊接質量的關系特別重要。

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一般如果我們知道了汗接工藝參數(shù)在焊接過程中的溫度變化,就能根據(jù)狩獵的玻璃態(tài)、粘流態(tài)和分解溫度確定塑料融化成厚度及流變情況,從而可以控制焊接參數(shù)來控制焊接質量。

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  近些年來焊接過程的數(shù)字模擬技術,隨著計算機和有限元技術的發(fā)展也不斷發(fā)展和成熟。目前在進行有限元分析時所用的軟件方面,有了不少的計算分析軟件,如:ANSYS\ABAQUS\ADINA\MARC等可提供焊接工作者使用。

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中國的有限元發(fā)展途徑是使用擴充和改進從國外引進的有限元軟件焊接工作者,已經無需從頭編制分析軟件,可以利用商品化的軟件,必要時再加上自己的二次開發(fā),即可得到需要的計算結果,還能使之形成可視化的動畫圖形。這就明顯加速了焊接模擬技術發(fā)展的進程,國內很多利用焊接商用軟件進行分析的例子。

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焊接數(shù)字模擬理論意義在于通過對復雜或不可觀察的現(xiàn)象進行定量分析和對極端情況下尚不知的規(guī)則推測和預測。實現(xiàn)對復雜焊接現(xiàn)象的模擬雨,終于認清焊接現(xiàn)象本質,弄清焊接過程規(guī)律,焊接數(shù)值模擬的現(xiàn)實意義在于根據(jù)對焊接現(xiàn)場和過程數(shù)值模擬??梢詢?yōu)化結構設計和工藝設計,從而減少試驗工作量,提高焊接模頭質量。

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