Viimeisimmissä uutisissa ehdotettiin ja testattiin kokein suuren nauhan ultraääni-muovihitsauksen uraliitoksen suunnittelumenetelmä.Ensinnäkin nauhahitsaustorvi on järkevästi jaettu useisiin yksiköihin niin, että monimutkaisen rakenteen omaavan urahitsaustorven suunnittelu muuttuu yksinkertaisen hitsaustorviyksikön malliksi.Sitten liitoselementtiä verrataan puoliaaltooskillaattoriin, jonka poikkileikkaus on yhtä suuri ottaen huomioon kytkentävärähtely.Liitoksen taajuusyhtälö saadaan käyttämällä ekvivalentin mekaanisen impedanssin käsitettä.
Lopuksi raon lukumäärän, raon leveyden ja pituuden vaikutusta hitsausliitosten värähtelyominaisuuksiin tutkittiin yhtälön avulla.Tämän menetelmän mukaisesti suunniteltiin ja koneistettiin useita suurikokoisten nauhaurien ryhmiä.Kokeelliset tulokset osoittavat, että hitsausliitosten resonanssitaajuuden mitatut ja teoreettiset arvot sopivat hyvin yhteen.
Kuten alla olevasta kuvasta näkyy.Hitsaustorven pituus, leveys ja paksuus ovat L, B ja T.Oletetaan, että z-akseli on anturin virityssuunta.Työtaajuudella suorakaiteen muotoinen hitsausliitos tuottaa ensimmäisen kertaluvun pitkittäisvärähtelyä Z-suunnassa.Nauhan hitsausliitoksissa L≥2T, B ja L voidaan verrata, joten hitsausliitosten poikittaisvärähtely X-suunnassa voidaan jättää huomiotta.
Koska poikittaisvärähtelyllä y-suunnassa on suuri vaikutus pitkittäisvärähtelyyn, sitä yleensä simuloidaan urittamalla.Hitsaustorvi on jaettu (n+1) yksikköön avaamalla tasaisesti n uraa Y-suunnassa.Kunkin raon leveys ja pituus ovat vastaavasti W ja L2, ja raot on erotettu hitsaustorven l1 ja L3 tulo- ja lähtöpäistä.Varmistaaksesi, että jokainen yksikkö on täysin samanlainen, poikittaisen hitsaustorven molemmissa päissä tulee avata urat, joiden leveys on W /2.Siten jokainen hitsausmuottiyksikkö on yhdistetty puolisuunnikkaan muotoinen sarvi, jolla on suorakaiteen muotoinen osa.Olettaen, että leveys kummankin yksikön molemmissa päissä ja keskellä on D1 ja D2, se voidaan nähdä yllä olevasta: L= L1 + L2 +L3
Elementtien välisen saman kuvion vuoksi hitsin lähtöamplitudi värähtelee myös kuviota, ja yhdistettynä ultraäänitorvessa on myös tämä kuvio, joten ultraäänimuotin suunnittelu yksinkertaistuu minkä tahansa elementti.Lisäksi se on suhteellisen yhtenäinen.Poikittaisvärähtelyn tehokkaaksi vaimentamiseksi ja hitsaustorven kiinteän jäykkyyden varmistamiseksi hitsaustorviyksikön leveys jaettuna uralla on yleensä sisällä!/ 8 ~!/ 4 (! Onko hitsaustorven ensimmäisen kertaluvun pitkittäisvärähtelytilan aallonpituus), ja raon ihanteellinen leveys on noin!/ 25 ~!/20[7], hitsausliitosten uritusmäärä voidaan määrittää yllä olevien kriteerien mukaisesti.Koska hitsaustorviyksikön leveys ei yleensä ylitä!PI /4, joten se voidaan likimäärin analysoida yksiulotteisella teorialla.Minkä tahansa yksikön 1 hitsausyksikön voidaan katsoa koostuvan kolmesta suorakaiteen muotoisesta tasaustangosta.
Hitsaustorveksi valittiin alumiiniseos 7075 (Youngin moduuli E=7.17*1010N/M2 tiheys ρ=2820kg/m3, Poissonin suhde V =0.34).Yhtälöitä (1) ~ (3) ja (6) käytettiin laskemaan eri rakojen lukumäärä n, pituus L2 ja leveys W.Kun nauhahitsaustorven resonanssipituus L muuttuu leveyden B mukana, nauhahitsaustorven resonanssipituus L muuttuu leveyden B mukaan. Laskettu resonanssitaajuus f=20kHz, L1=L3 yksinkertaisuuden vuoksi.Kun raon pituus ja leveys ovat vakioita, resonanssipituus muuttuu hitsaussarven leveyden mukaan, kun raon numero on erilainen.L2 = 60 mm, L = 10 mm.Kuten kuviosta 1 voidaan nähdä.2, kuviossa 2 esitetylle urahitsaustorvelle.1, ensimmäisen kertaluvun resonanssipituus on pienempi kuin yksiulotteisen teorian mukaan lasketun urattoman hitsaustorven resonanssipituus (126 mm), ja hitsaustorven resonanssipituus kasvaa hitsaustorven leveyden kasvaessa, mutta lisäys vähenee vähitellen.Lisäksi kun resonanssitaajuus ja hitsin leveys ovat vakioita, hitsin resonanssipituus pienenee raon määrän kasvaessa.
Lisäksi kolme eri paksuista hitsausliitosta koneistettiin alumiiniseoksella 7075 (sama materiaali kuin yllä).Näiden kolmen hitsausliitoksen paksuus T ja mitattu harmoninen värähtelytaajuus FM annettiin.Kun hitsaustorven paksuus on alle neljännes aallonpituudesta (tässä on 63 mm), mitatun taajuuden ja suunnittelutaajuuden välinen poikkeama on alle 2%, mikä voi täyttää teknisten sovellusten vaatimukset.
Pitkän nauhan ultraäänimuovihitsausliitos jaettiin järkevästi useisiin yhtä suuriin elementteihin ja liitoselementin taajuusyhtälö johdettiin siirtomatriisimenetelmällä.Jos raon leveys ja määrä ja koko tiedetään, voidaan yhtälön avulla suunnitella liuskaliitos kätevästi, jolloin saadaan teoreettinen perusta nauhaliitoksen suunnittelulle.Tässä artikkelissa analysoidaan myös raon lukumäärän, raon leveyden ja pituuden vaikutusta hitsausliitoksen kokoon esimerkkien avulla.Voidaan nähdä, että tällä menetelmällä on myös tietty vaikutus hitsausliitoksen optimointiin
Jaettu ura nauhahitsaustorven värähtelyanalyysin jälkeen, hitsaustorvi voidaan jakaa päätyyksikön runkoon ja keskiyksikkökennoon käyttämällä näennäisen elastisuuden menetelmää ja voimajohdon vaikutusta, neljän eri yksikön pituus on annettu vastaavasti ja Taajuusyhtälön korkean tason suunta, taajuusyhtälöä voidaan käyttää pitkän tangon hitsaustorven suunnitteluun, mutta suunnitteluprosessi on monimutkainen, Joidenkin parametrien valinta riippuu kokemuksesta, eikä se ole kätevä insinöörisovelluksessa.Tässä artikkelissa nauhahitsausliitos on jaettu useisiin yhtä suuriin elementteihin järkevällä uralla ja hitsausliitoselementin taajuusyhtälö saadaan siirtomatriisimenetelmällä, joka antaa teoreettisen perustan nauhan hitsausliitoksen suunnittelulle.Suunnittelulla on yksinkertainen teoreettinen laskelma ja ilmeinen fyysinen merkitys, mikä tarjoaa yksinkertaisen ja helpon menetelmän nauhan suunnitteluun
hitsausliitos.
Postitusaika: 17.3.2022