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超聲波焊接數值模擬的重要性

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,焊接過程表現出快速、復雜、多難、多參數影響等特點。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。同時許多重要數據即影響,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,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字模擬焊接,數值模擬技術的出現為焊接生產創(chuàng)造了條件。焊接數字模擬技術發(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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使用數學模型進行焊接過程的數值模擬,可參考各類參數,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。特別是在焊接的溫度場,對研究焊接質量,焊接工藝參數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在焊接過程中的溫度變化,就能根據狩獵的玻璃態(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來控制焊接質量。

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  近些年來焊接過程的數字模擬技術,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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焊接數字模擬理論意義在于通過對復雜或不可觀察的現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。實現對復雜焊接現象的模擬雨,終于認清焊接現象本質,弄清焊接過程規(guī)律,焊接數值模擬的現實意義在于根據對焊接現場和過程數值模擬??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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