ozi

nd26751326-how_to_use_fem_ansys_parameter_optimization_and_probability_design_of_ultrasonic_welding_horn

Okwu mmalite

Site na mmepe nke teknụzụ ultrasonic, ngwa ya na-abawanye ụba, enwere ike iji ya hichaa obere unyi, yana enwere ike iji ya maka ịgbado ọkụ igwe ma ọ bụ plastik. Karịsịa na ngwaahịa plastik taa, a na-ejikọkarị ịgbado ọkụ ultrasonic, n'ihi na ewepụla usoro ịghasa, ọdịdị nwere ike izu oke, yana ọrụ nke igbochi mmiri na uzuzu na-enyekwa. Nhazi nke mpi plastik plastik nwere mmetụta dị mkpa na njedebe ịgbado ọkụ ikpeazụ na ikike mmepụta. Na mmepụta nke mita eletrik ọhụrụ, a na-eji ebili mmiri ultrasonic jikọta ihu elu na nke ala ọnụ. Agbanyeghị, n'oge eji eme ihe, achọpụtara na mpi ụfọdụ etinyere na igwe ma gbawaa na ọdịda ndị ọzọ na-eme n'oge dị mkpirikpi. Fọdụ mpi ịgbado Ọsọ ntụpọ dị elu. Mmetụta dị iche iche enweela nnukwu mmetụta na mmepụta. Dabere na nghọta, ndị na-ebubata ngwa ọrụ nwere ikike imepụta oke maka mpi, yana ọtụtụ oge site na nrụzigharị ugboro ugboro iji nweta njirimara ngosi. Yabụ, ọ dị mkpa iji uru nke aka anyị wee mepụta mpi na-adịgide adịgide na usoro imepụta ihe.

2 Ultrasonic plastic ịgbado ọkụ ụkpụrụ

Ultrasonic plastic ịgbado ọkụ bụ usoro nhazi nke na-eji nchikota nke thermoplastics dị na ugboro ugboro na-amanye vibration, na ebe ndị na-ekpo ọkụ na-ehichapụ ibe ha iji mepụta agbaze okpomọkụ dị na mpaghara. Iji mezuo ezigbo nsonaazụ ultrasonic, akụrụngwa, akụrụngwa na usoro nhazi chọrọ. Ihe na-esonụ bụ mkpirikpi iwebata ụkpụrụ ya.

2.1 Ultrasonic plastic ịgbado ọkụ usoro

Onu ogugu 1 bu ihe nlere anya nke usoro ntanye. A na-agafe ike eletrik site na ihe mgbaàmà mgbaàmà na ampilifaya ike iji mepụta akara eletriki ọzọ nke oge ultrasonic (> 20 kHz) nke etinyere na transducer (piezoelectric seramiiki). Site na transducer, eletriki ike na-aghọ ume nke n'ibu vibration, na njupụta nke n'ibu vibration na-agbanwe site na mpi na nke kwesịrị ekwesị na-arụ ọrụ njupụta, na mgbe ahụ uniformly ebute site na ihe na kọntaktị na ya site na mpi. A na-etinye ihu kọntaktị nke ihe abụọ a na-ekpo ọkụ ọkụ na-amanyekwa ya elu, na esemokwu esemokwu na-eme ka agbaze ọkụ dị elu nke mpaghara. Mgbe obi jụrụ, a na-ejikọta ihe ndị ahụ iji nweta ịgbado ọkụ.

N'ime usoro ịgbado ọkụ, isi iyi mgbaàmà bụ akụkụ okirikiri nke nwere elekere ampilifaya nke ike nkwụsi ike ya na ịnya ike na-emetụta arụmọrụ nke igwe ahụ. Ihe a bu ihe anakpo thermoplastic, ya na imeputa elu nke nkwonkwo kwesiri itughari uzo esi eweputa oku na ulo. Enwere ike ịtụle ndị ntụgharị, mpi na mpi dịka ihe eji arụ ọrụ maka nyocha dị mfe nke ijikọ vibrations ha. Na plastic ịgbado ọkụ, n'ibu vibration na-ebute site n'ụdị longitudinal ebili mmiri. Etu esi ebufe ike ma gbanwee njupụta bụ isi ihe eji emepụta.

2.2horn

Mpi ahụ na-eje ozi dị ka kọntaktị kọntaktị n'etiti igwe na-ekpo ọkụ ultrasonic na ihe. Isi ọrụ ya bụ iji zipu ihe ntanetị na-arụpụta ogologo oge nke onye na-eme mgbanwe dị iche iche rụọ ọrụ nke ọma. Ihe eji eme ihe na-abụkarị ezigbo alloy alloy ma ọ bụ ọbụna titanium alloy. N'ihi na nhazi nke ihe plastik na-agbanwe nke ukwuu, ọdịdị ahụ dị nnọọ iche, na mpi ahụ ga-agbanwekwa ya. Shapedị elu nke ịrụ ọrụ kwesịrị ijikọta ya na ihe ahụ, ka ọ ghara imebi plastik mgbe ọ na-ama jijiji; n'otu oge ahụ, usoro izizi ogologo oge nke ogologo oge ga-achikọta ya na ọnụọgụ nke igwe ịgbado ọkụ, ma ọ bụghị na ike vibration ga-eri ya n'ime. Mgbe mpi ahụ na-ama jijiji, nsogbu nrụgide mpaghara na-apụta. Otu esi emezi ihe owuwu ndi a bu ihe omuma. Isiokwu a na-enyocha otu esi etinye mpi ANSYS iji bulie usoro imewe na ịnwepụta nrụpụta.

3 ịgbado ọkụ mpi

Dịka e kwuru na mbụ, nhazi nke mpi ịgbado ọkụ dị ezigbo mkpa. E nwere ọtụtụ ndị na-eweta ngwa ọrụ ultrasonic na China nke na-emepụta mpi ịgbado ọkụ nke ha, mana akụkụ buru ibu n'ime ha bụ n imomi, mgbe ahụ ha na-egbutu ma na-anwale mgbe niile. Site na usoro mgbanwe a ugboro ugboro, a na-enweta nhazi nke mpi na akụrụngwa ugboro. N'ime akwụkwọ a, enwere ike iji usoro mmewere iji chọpụta ugboro ole mgbe ị na-eme mpi ahụ. Nsonaazụ mpi mpi ahụ na njehie imepụta ihe bụ naanị 1%. N'otu oge ahụ, akwụkwọ a na-ewebata echiche nke DFSS (Design For Six Sigma) iji bulie mpi mpi siri ike. Ebumnuche nke atụmatụ 6-Sigma bụ ịnakọta olu ndị ahịa n'ụzọ zuru ezu na usoro nhazi maka imewe ezubere iche; na ịtụle ihe ndị nwere ike ime na usoro mmepụta iji hụ na ekesara ogo ngwaahịa ikpeazụ n'ime ọkwa dị mma. E gosipụtara usoro nhazi ahụ na Ọgụgụ 2. Malite site na mmepe nke ihe ngosi nhazi, nhazi na akụkụ nke mpi ahụ ka emebere nke mbụ dịka ahụmịhe dị. Ejiri usoro iheomume mee ihe na ANSYS, wee kpebie ihe nlere ahụ site na nnwale nnwale nnwale (DOE). Ihe dị mkpa, dị ka ihe siri ike chọrọ, chọpụta uru ọ bara, wee jiri usoro obere nsogbu iji bulite akụkụ ndị ọzọ. N'iburu n'uche mmetụta nke ihe na gburugburu ebe obibi n'oge imepụta na ojiji nke mpi ahụ, e mekwara ya ka ọ dịrị mma iji gboo mkpa nke nrụpụta nrụpụta. N'ikpeazụ, ịmepụta, ule na nyocha usoro nyocha na njehie n'ezie, iji zute ndị na-egosi ihe eji emepụta ihe. Ndị na-esonụ nzọụkwụ-site-nzọụkwụ zuru ezu iwebata.

20200117113651_36685

3.1 ometdị ọdịdị ọdịdị geometric (ịtọ ntọala nlereanya)

Ingmepụta mpi na-ekpo ọkụ na-ekpebi ọdịdị na ọdịdị nke ọdịdị geometric na-edozi ma na-eguzobe usoro iheomume maka nyocha na-esote. Ọgụgụ 3 a) bụ nhazi nke mpi kachasị na-ekpo ọkụ, bụ nke a na-emeghe ọtụtụ oghere grooves na U na ntụziaka nke ịma jijiji na ihe dị ka cuboid. The ngụkọta akụkụ bụ ogologo nke X, Y, na Z ntụziaka, na mpụta akụkụ X na Y bụ n'ozuzu tụnyere ndị size nke workpiece na-ịgbado ọkụ. Ogologo nke Z dị ka ọkara ntụgharị nke ebili mmiri nke ultrasonic, n'ihi na na nkuzi nke oge gboo, usoro izizi mbụ nke ihe elongated kpebisiri ike site n'ogologo ya, ọkara ọkara-ogologo ahụ kwekọrọ na nke acoustic. oge ebili mmiri. A gbatịwo imewe a. Jiri, bara uru maka mgbasa nke ebili mmiri. Ebumnuche nke uzo U bụ iji belata ọnwụ nke mpi mpi nke mpi ahụ. A na-ekpebi ọnọdụ, nha na ọnụ ọgụgụ dabere na nha mpi niile. Enwere ike ịhụ na na imewe a, enwere obere ọnụọgụ enwere ike ịhazi ya kpamkpam, yabụ anyị emeela mgbanwe na ndabere a. Onyonyo 3 b) bu ​​mpi emeputara ohuru nke nwere otutu onu ogugu karia imewe omenala: arc nke di n’elu R. Na mgbakwunye, edeputara uzo n’elu mpi a na-aru oru iji kwado ya na igwe ihe oru plastic, nke bụ uru na-ebunye vibration ume ma na-echebe ndị workpiece si mebiri. Ihe nlere a ka eji eme ihe na ANSYS, ma emesia ihe omuma nke ozo.

3.2 Mee nnwale nnwale (mkpebi nke ihe ndị dị mkpa)

Emepụtara DFSS iji dozie nsogbu injinia bara uru. Ọ naghị agbaso izu oke, mana ọ dị irè ma sie ike. Ọ na-egosipụta echiche nke 6-Sigma, weghara esemokwu dị ukwuu, wee hapụ "99.97%", ebe ọ na-achọ ka atụmatụ ahụ bụrụ ihe na-eguzogide ọgwụ na mgbanwe gburugburu ebe obibi. Ya mere, tupu ịme njirisi ihe elebara anya, ọ ga-ebu ụzọ kpuchie ya, ma a ga-ahọpụta nha nwere mmetụta dị mkpa na usoro ahụ, a ga-ekpebikwa ụkpụrụ ha dị ka ụkpụrụ siri ike.

3.2.1 Mee oke ntọala na DOE

Nhazi ihe ndi ozo bu mpi mpi na uzo nke uzo uzo U, wdg. Ebumnuche ebumnuche bụ usoro izizi axial vibration nke mbụ n'ihi na ọ nwere mmetụta dị ukwuu na weld, yana nrụgide kachasị elu na ọdịiche dị na njupụta arụmọrụ na-ejedebe dị ka mgbanwe steeti. Dabere na ahụmịhe, a na-eche na mmetụta nke ọnụọgụ na nsonaazụ bụ akara, ya mere, a na-etinye ihe ọ bụla naanị na ọkwa abụọ, dị elu ma dị ala. Ndepụta ọnụọgụ na aha kwekọrọ bụ ndị a.

A na-eme DOE na ANSYS site na iji usoro etinyere na mbụ. N'ihi njedebe software, ihe zuru ezu DOE nwere ike iji ihe ruru 7 rụọ ọrụ, ebe ihe nlereanya ahụ nwere ntinye 8, yana nyocha ANSYS nke nsonaazụ DOE ezughi oke dị ka sọftụwia 6-sigma ọkachamara, ma enweghị ike ijikwa mkparịta ụka. Ya mere, anyị jiri APDL dee DOE loop iji gbakọọ ma wepụta nsonaazụ nke mmemme ahụ, wee tinye data ahụ na Minitab maka nyocha.

3.2.2 Nyocha nke nsonaazụ DOE

E gosipụtara nyocha DOE nke Minitab na Ọgụgụ 4 ma na-agụnye isi ihe na-emetụta ihe nyocha na nyocha mmekọrịta. A na-eji nyocha ihe na-emetụta ihe dị mkpa iji chọpụta ụdị mgbanwe mgbanwe imewe nwere mmetụta dị ukwuu na mgbanwe ahụ ebumnuche, si otú ahụ na-egosi nke dị iche iche mgbanwe dị iche iche. A na-enyochazi mmekọrịta dị n'etiti ihe ndị ahụ iji chọpụta ọkwa nke ihe ndị ahụ na iji belata ogo njikọta n'etiti mgbanwe dị iche iche. Tụlee ogo nke mgbanwe nke ihe ndị ọzọ mgbe ihe nrụpụta dị elu ma ọ bụ dị ala. Dika axiom nke onwe ha si kwuo, imewe ihe kacha mma ejighi ibe ya, ya mere họrọ ogo nke na-adighi agbanwe agbanwe.

Nsonaazụ nyocha nke mpi ịgbado ọkụ na akwụkwọ a bụ: akụkụ dị mkpa dị mkpa bụ radius arc na oghere oghere nke mpi ahụ. Ọkwa nke abụọ parameters “elu”, ya bụ, na okirikiri na-ewe a ibu uru na DOE, na uzo obosara na-ewe a ibu uru. Ekpebiri akụkụ ndị dị mkpa na ụkpụrụ ha, wee jiri ọtụtụ mpaghara ndị ọzọ iji bulie imepụta na ANSYS iji dozie mpi mpi iji kwekọọ ugboro ole ọrụ nke igwe ịgbado ọkụ. Usoro njikarịcha bụ ndị a.

3.3 Ebumnuche nke ebumnuche (mpi mpi)

Ntọala ntọala nke njikarịcha imepụta yiri nke DOE. Ihe dị iche bụ na ekwenyela ụkpụrụ nke ọnụọgụ abụọ dị mkpa, akụkụ atọ ndị ọzọ metụtara metụtara akụrụngwa akụrụngwa, nke a na-ahụta dị ka mkpọtụ ma enweghị ike ịmecha ya. Mpempe atọ ndị fọdụrụ nwere ike ịhazigharị bụ ọnọdụ axial nke oghere, ogologo na mpi mpi. Ihe njikarịcha na-eji usoro mmechi subproblem na ANSYS, nke bụ usoro a na-ejikarị eme ihe na nsogbu injinia, ma ewepụ usoro a kapịrị ọnụ.

Okwesiri ighota na iji otutu oge dika ihe mgbanwe di iche choro obere oru na oru. N'ihi na e nwere ọtụtụ usoro nhazi na ọtụtụ mgbanwe, ụdị ịma jijiji nke mpi ahụ dị ọtụtụ na mmasi ugboro. Ọ bụrụ na ejiri nsonaazụ nke modal mee ihe ozugbo, ọ na-esiri ike ịchọta usoro axial nke mbụ, n'ihi na usoro nhazi usoro nwere ike ime mgbe ọnụọgụ gbanwere, ya bụ, usoro iwu nkịtị nke kwekọrọ na ọnọdụ mbụ gbanwere. Ya mere, akwukwo a nakweere nyocha nke uzo nke mbu, ma jiri usoro uzo modal iji nweta uzo nzaghachi ugboro. Site na ịchọta ọnụ ọgụgụ kachasị elu nke usoro nzaghachi oge, ọ nwere ike hụ na ụdị modal kwekọrọ. Nke a dị ezigbo mkpa na usoro njikarịcha akpaka, na-ewepụ mkpa ọ dị iji aka iji aka ya chọpụta modality.

Mgbe njikarịcha ahụ mechara, arụmọrụ na-arụ ọrụ nke mpi ahụ nwere ike ịbịaru nso na oge elele anya, njehie ahụ erughị uru ndidi akọwapụtara na njikarịcha. N'oge a, a na-ekpebi mpi mpi ahụ, na-esote nsụgharị nrụpụta maka imepụta ihe.

20200117113652_29938

3.4 Ndidi imewe

Emechara usoro ihe owuwu zuru ezu mgbe emechara atụmatụ nhazi niile, mana maka nsogbu injinia, ọkachasị mgbe ị na-atụle ego nke imepụta oke, imepụta ihe dị mkpa. A na-ebelata ọnụahịa nke obere nkenke, mana ikike ịlele usoro nhazi chọrọ ịchọpụta mgbakọ na mwepụ maka ịgbakọ ọnụ ọgụgụ. Sistemụ Nmepụta PDS PDS na ANSYS nwere ike nyochaa mmekọrịta dị n'etiti nha nha nha nha nha nha nha anya, ma nwee ike iwepụta faịlụ ndekọ metụtara ya.

3.4.1 PDS ntọala ntọala na ngụkọta oge

Dika echiche DFSS si kwuo, ekwesiri ime nyocha nyocha na ihe di nkpa di nkpa, ma enwere ike ichota nnabata ndi ozo. Ọnọdụ dị na akwụkwọ a bụ ihe pụrụ iche, n'ihi na dịka ike ịkpụzi igwe si dị, nrụpụta nrụpụta nke usoro iheomume geometric dị obere, ma nwekwa obere mmetụta na mpi mpi ikpeazụ; ebe oke nke akụrụngwa dị iche iche dị iche iche n'ihi ndị na-ebubata ya, na ọnụ ahịa nke akụrụngwa na-akpata ihe karịrị 80% nke ụgwọ mpi nhazi. Yabụ, ọ dị mkpa ịtọlite ​​oke ndidi dị mma maka akụrụngwa ihe. Njirimara ihe dị mkpa dị ebe a bụ njupụta, usoro mgbanwe na ọsọ nke mgbasa ozi ụda.

Nchịkọta ntachi obi na-eji usoro ịme ihe Monte Carlo na-enweghị usoro na ANSYS iji chọpụta usoro Latin Hypercube n'ihi na ọ nwere ike ime ka nkesa nke ihe nlele dị iche iche ma nwee ezi uche, ma nweta mmekọrịta ka mma site na obere isi. Akwụkwọ a setịpụrụ isi 30. Were ya na ekesara ikike nke ihe atọ ahụ dị ka Gauss si kwuo, buru ụzọ nye ya oke na obere ala, wee gbakọọ na ANSYS.

3.4.2 Nyocha nke nsonaazụ PDS

Site na ngụkọta nke PDS, a na-enye ụkpụrụ agbanwe agbanwe nke kwekọrọ na akara ngosi 30. Achọpụtaghị mgbanwe mgbanwe ahụ. A na-etinye nkeji ahụ ọzọ site na iji sọftụwia Minitab, ma kesaa ugboro ole ahụ dịka nkesa nkịtị. Nke a na - eme ka ndozi mgbakọ na mwepụ nke nyocha nnabata.

Ngụkọta nke PDS na-enye usoro dabara adaba site na nhazi imewe ka mmụba nke nnabata nke mgbanwe gbanwere: ebe y bụ ihe mgbanwe ahụ, x bụ mgbanwe imewe, c bụ mmekọrịta mmekọrịta, na m bụ ọnụ ọgụgụ na-agbanwe agbanwe.

Dịka nke a, enwere ike ekenye onye ọhụụ ọ bụla iji mezue ọrụ nke imezi ikike.

3.5 Nkwenye nyocha

Ihu akụkụ bụ usoro nhazi nke mpi ịgbado ọkụ dum. Mgbe emechara ya, a na-azụta ihe ndị ahụ dịka nkwụsị nke ihe enyere site na imepụta ahụ, wee nyefee ya na nrụpụta. A na-eme ugboro ugboro na nyocha nke modal mgbe emechara ihe, na usoro nnwale a na-eji eme ihe bụ usoro nyocha sniper kachasị dị mfe ma dị irè. Ebe ọ bụ na ndetu kachasị echegbu onwe ya bụ usoro modal axial nke mbụ, a na-agbakwunye ihe mmetụta osooso na arụmọrụ na-arụ ọrụ, na njedebe nke ọzọ na-ada n'akụkụ akụkụ axial, na enwere ike ịnweta mpi ahụ site na nyocha nyocha. Nsonaazụ ntule nke imewe ahụ bụ 14925 Hz, nsonaazụ nnwale ahụ bụ 14954 Hz, mkpebi ntụgharị bụ 16 Hz, na njehie kachasị erughị 1%. Enwere ike ịhụ na izi ezi nke ịmecha ihe mmechi na ngụkọta modal dị oke elu.

Mgbe ọ gafere ule nnwale ahụ, a na-etinye mpi ahụ na mmepụta na mgbakọ na igwe na-ekpo ọkụ ultrasonic. Ọnọdụ mmeghachi omume dị mma. Ọrụ a kwụsiri ike ruo ihe karịrị ọkara afọ, na ọnụego ịgbado ọkụ dị elu, nke gafere ọrụ ndụ ọnwa atọ nke onye nrụpụta ngwa ọrụ niile kwere. Nke a na-egosi na imepụta ihe na-aga nke ọma, na usoro nrụpụta agbanwebeghị ugboro ugboro ma gbanwee, na-echekwa oge na ndị ọrụ mmadụ.

4 Mmechi

Akwụkwọ a na-amalite site na ụkpụrụ nke ultrasonic plastic ịgbado ọkụ, miri grasps na teknuzu na-elekwasị anya nke ịgbado ọkụ, na-atụ aro imewe echiche nke ọhụrụ mpi. Jirizie ọrụ nkedo dị ike nke njedebe iji nyochaa imewe ahụ n'ụzọ doro anya, ma webata echiche atụmatụ 6-Sigma nke DFSS, ma chịkwaa usoro ihe eji eme ihe dị mkpa site na ANSYS DOE na-eme nchọpụta nyocha na nyocha nke PDS iji nweta atụmatụ siri ike. N'ikpeazụ, e mepụtara mpi ahụ otu oge, na imepụta ihe ahụ nwere ezi uche site na nnwale nnwale ugboro ugboro na nnwalepụta mmepụta n'ezie. Ọ na-egosipụtakwa na usoro nhazi a ga-ekwe omume ma dị irè.


Post oge: Nov-04-2020