Litaba

Tšebeliso ea ANSYS Parameter Optimization le Probability Design ho Ultrasonic Welding horn

Ketapele
Ka nts'etsopele ea theknoloji ea ultrasonic, ts'ebeliso ea eona e pharalletse le ho feta, e ka sebelisoa ho hloekisa likaroloana tse nyane tsa litšila, hape e ka sebelisoa bakeng sa ho cheselletsa tšepe kapa polasetiki. Haholo-holo lihlahisoa tsa kajeno tsa polasetiki, ultrasonic welding e sebelisoa haholo, hobane sebopeho sa screw se siiloe, ponahalo e ka ba e phethahetseng haholoanyane, 'me mosebetsi oa ho thibela metsi le ho thibela lerōle o boetse o fanoa. Moralo oa lenaka la tjheseletsa la polasetiki o na le tšusumetso ea bohlokoa ho boleng ba ho qetela ba tjheseletsa le bokhoni ba tlhahiso. Ha ho etsoa limithara tse ncha tsa motlakase, maqhubu a ultrasonic a sebelisoa ho kopanya lifahleho tse ka holimo le tse tlaase. Leha ho le joalo, nakong ea ts'ebeliso, ho fumanoa hore lisebelisoa tse ling li kenngoa mochine 'me li robehile' me ho hlōleha ho etsahala ka nako e khutšoanyane. Lihlahisoa tse ling tsa ho cheselletsa lisebelisoa Sekhahla sa sekoli se holimo. Liphoso tse fapaneng li bile le phello e kholo tlhahisong. Ho ea ka kutloisiso, bafani ba thepa ba na le bokhoni bo fokolang ba moralo bakeng sa lisebelisoa, 'me hangata ka ho lokisoa khafetsa ho fihlela matšoao a moralo. Ka hona, hoa hlokahala ho sebelisa melemo ea rona ea thekenoloji ho nts'etsapele lisebelisoa tse tšoarellang le mokhoa o hlakileng oa moralo.
2 Ultrasonic polasetiki tjheseletsa molao-motheo
Ultrasonic plastic welding ke mokhoa oa ho sebetsa o sebelisang motsoako oa thermoplastics ka ho sisinyeha ho qobelloang ha maqhubu a phahameng, 'me libaka tsa welding lia hohlana ho hlahisa ho qhibiliha ha mocheso o phahameng oa lehae. E le ho finyella liphello tse ntle tsa ultrasonic welding, lisebelisoa, lisebelisoa le mekhoa ea ts'ebetso lia hlokahala. Se latelang ke kenyelletso e khutšoanyane ea molao-motheo oa eona.
2.1 Mokhoa oa ho cheselletsa polasetiki oa Ultrasonic
Setšoantšo sa 1 ke pono e hlophisitsoeng ea mokhoa oa ho cheselletsa. Matla a motlakase a fetisoa ka jenereithara ea matšoao le amplifier ea matla ho hlahisa lets'oao le fapaneng la motlakase la maqhubu a ultrasonic (> 20 kHz) le sebelisoang ho transducer (piezoelectric ceramic). Ka transducer, matla a motlakase a fetoha matla a ho sisinyeha ha mochini, 'me boholo ba ho sisinyeha ha mochini ho lokisoa ke lenaka ho ea ho amplitude e loketseng ea ho sebetsa, ebe e fetisetsoa ka mokhoa o ts'oanang ho thepa e amanang le eona ka hlooho ea sesebelisoa (welding. sebetsa). Likarolo tse amanang le lisebelisoa tse peli tsa li-welding li tlas'a ho sisinyeha ho matla haholo, 'me mocheso oa khohlano o hlahisa ho qhibiliha ha mocheso o phahameng oa lehae. Ka mor'a ho pholile, lisebelisoa li kopantsoe ho finyella welding.

Sistimi ea welding, mohloli oa lets'oao ke karolo ea potoloho e nang le potoloho ea amplifier ea matla eo ho tsitsa ha eona khafetsa le bokhoni ba ho khanna ho amang ts'ebetso ea mochini. Lisebelisoa ke thermoplastic, 'me moralo oa bokaholimo bo kopaneng o hloka ho nahana ka mokhoa oa ho hlahisa mocheso le boema-kepe kapele. Li-transducer, linaka le lihlooho tsa lisebelisoa li ka nkoa e le libopeho tsa mochine bakeng sa tlhahlobo e bonolo ea ho kopanngoa ha li-vibrations tsa tsona. Ka tjheseletsa ea polasetiki, ho sisinyeha ha mochini ho fetisoa ka mokhoa oa maqhubu a longitudinal. Mokhoa oa ho fetisetsa matla ka katleho le ho lokisa amplitude ke ntlha e ka sehloohong ea moralo.
2.2 Hlooho ea sesebelisoa (ho tjheseletsa)
Hlooho ea sesebelisoa e sebetsa e le sebopeho sa ho ikopanya pakeng tsa mochini oa welding oa ultrasonic le thepa. Mosebetsi oa eona o ka sehloohong ke ho fetisetsa ho sisinyeha ha mechine ea longitudinal e hlahisoang ke variator ka tsela e lekanang le ka katleho ho thepa. Thepa e sebelisoang hangata ke alloy ea boleng bo holimo ea aluminium kapa alloy ea titanium. Hobane moqapi oa thepa ea polasetiki o fetoha haholo, ponahalo e fapane haholo, 'me hlooho ea sesebelisoa e tlameha ho fetoha ka tsela e nepahetseng. Sebopeho sa sebaka sa ho sebetsa se lokela ho lumellana hantle le thepa, e le hore se se ke sa senya polasetiki ha se thothomela; ka nako e ts'oanang, lebelo la pele la ho sisinyeha ha longitudinal le tiileng le lokela ho hokahanngoa le maqhubu a hlahisoang ke mochini oa welding, ho seng joalo matla a ho sisinyeha a tla jeoa kahare. Ha hlooho ea sesebelisoa e thothomela, khatello ea maikutlo ea sebakeng seo e etsahala. Mokhoa oa ho ntlafatsa meaho ena ea lehae le eona ke mohopolo oa moralo. Sengoliloeng sena se hlahloba mokhoa oa ho sebelisa lihlooho tsa lisebelisoa tsa ANSYS ho ntlafatsa maemo a moralo le mamello ea tlhahiso.
3 moralo oa lisebelisoa tsa ho tjheseletsa
Joalokaha ho boletsoe pejana, moralo oa lisebelisoa tsa welding o bohlokoa haholo. Ho na le barekisi ba bangata ba lisebelisoa tsa ultrasonic Chaena ba hlahisang lisebelisoa tsa bona tsa ho tjheseletsa, empa karolo e kholo ea bona ke mehlala, ebe ba lula ba poma le ho etsa liteko. Ka mokhoa ona oa ho fetola khafetsa, ho hokahanya ha lisebelisoa le maqhubu a lisebelisoa ho finyelloa. Leqepheng lena, ho ka sebelisoa mokhoa oa finite element ho fumana hore na khafetsa ha ho etsoa moralo oa lisebelisoa. Sephetho sa tlhahlobo ea lisebelisoa le phoso ea khafetsa ea moralo ke 1% feela. Ka nako e ts'oanang, pampiri ena e hlahisa mohopolo oa DFSS (Design For Six Sigma) ho ntlafatsa le moralo o matla oa lisebelisoa. Mohopolo oa moralo oa 6-Sigma ke ho bokella lentsoe la moreki ka botlalo ts'ebetsong ea moralo bakeng sa moralo o lebisitsoeng; le ho nahanoa esale pele ka ho kheloha ho ka bang teng tšebetsong ea tlhahiso ho netefatsa hore boleng ba sehlahisoa sa ho qetela bo ajoa ka har'a boemo bo loketseng. Mokhoa oa ho etsa moralo o bontšoa ho Setšoantšo sa 2. Ho tloha ho nts'etsopele ea lipontšo tsa moralo, sebopeho le litekanyo tsa lisebelisoa li qalisoa ho latela phihlelo e teng. Mohlala oa parametric o thehiloe ho ANSYS, 'me joale mohlala o khethoa ke mokhoa oa teko ea ho etsisa (DOE). Mekhahlelo ea bohlokoa, ho latela litlhoko tse matla, fumana boleng, ebe u sebelisa mokhoa oa sub-problem ho ntlafatsa likarolo tse ling. Ho ela hloko tšusumetso ea lisebelisoa le maemo a tikoloho nakong ea ho etsoa le ho sebelisoa ha lisebelisoa, e boetse e entsoe ka mamello ho fihlela litlhoko tsa litšenyehelo tsa tlhahiso. Qetellong, moralo oa tlhahiso, tlhahlobo le tlhahlobo ea theory le phoso ea 'nete, ho kopana le matšoao a moralo a fanoang. Kenyelletso e qaqileng e latelang mohato ka mohato.
3.1 Moralo oa sebopeho sa Jiometri (ho theha mohlala oa parametric)
Ho rala lisebelisoa tsa welding pele ho etsa qeto ea hore na sebopeho le sebopeho sa eona se hakanyetsoang le ho theha mohlala oa parametric bakeng sa tlhahlobo e latelang. Setšoantšo sa 3 a) ke moralo oa lisebelisoa tse tloaelehileng ka ho fetisisa tsa ho tjheseletsa, moo ho buloang li-grooves tse 'maloa tse bōpehileng joaloka U ka lehlakoreng la ho thothomela holim'a thepa e ka bang cuboid. Ka kakaretso litekanyo ke bolelele ba litsela tsa X, Y, le Z, 'me litekanyo tsa lateral X le Y ka kakaretso li bapisoa le boholo ba mosebetsi o cheselitsoeng. Bolelele ba Z bo lekana le halofo ea leqhubu la leqhubu la ultrasonic, hobane thutong ea khale ea vibration, lebelo la pele la axial la ntho e telele le khethoa ke bolelele ba eona, 'me bolelele ba halofo ea maqhubu bo lumellana hantle le molumo oa molumo. maqhubu a maqhubu. Moralo ona o ekelitsoe. Sebelisa, ho molemo ho hasana ha maqhubu a molumo. Sepheo sa groove e bōpehileng joaloka U ke ho fokotsa tahlehelo ea ho sisinyeha ha lateral ea lisebelisoa. Boemo, boholo le palo li khethoa ho latela boholo ba lisebelisoa. Ho ka bonoa hore moralong ona, ho na le li-parameter tse fokolang tse ka laoloang ka bolokolohi, kahoo re entse lintlafatso motheong ona. Setšoantšo sa 3 b) ke sesebelisoa se sa tsoa etsoa se nang le parameter e le 'ngoe ea boholo ho feta moralo oa setso: radius ea ka ntle ea arc R. Ho phaella moo, groove e ngotsoe holim'a sebaka sa ho sebetsa sa lisebelisoa ho sebelisana le bokaholimo ba mosebetsi oa polasetiki, se molemo ho fetisa matla a ho sisinyeha le ho sireletsa sesebediswa se senyehileng. Moetso ona o lula o etsoa ka mokhoa o hlophisitsoeng ho ANSYS, 'me e ntan'o ba moralo o latelang oa liteko.
3.2 Moralo oa liteko oa DOE (boikemisetso ba litekanyetso tsa bohlokoa)
DFSS e etselitsoe ho rarolla mathata a sebetsang a boenjiniere. Ha e phehelle phetheho, empa e sebetsa ebile e tiile. E kenyelletsa mohopolo oa 6-Sigma, e nka khanyetsano e kholo, 'me e lahla "99.97%", ha e ntse e hloka hore moralo o se ke oa hanana le phapang ea tikoloho. Ka hona, pele o etsa ts'ebetso ea optimization ea sepheo, e lokela ho hlahlojoa pele, 'me boholo bo nang le tšusumetso ea bohlokoa mohahong bo lokela ho khethoa,' me litekanyetso tsa bona li lokela ho khethoa ho ea ka molao-motheo oa ho tiea.
3.2.1 DOE parameter setting le DOE
Mekhahlelo ea moralo ke sebopeho sa lisebelisoa le boemo ba boholo ba groove e bopehileng joaloka U, joalo-joalo, kakaretso ea tse robeli. Sepheo sa parameter ke mokhoa oa pele oa ho thothomela oa axial ka lebaka la hore o na le tšusumetso e kholo ka ho fetisisa ho weld, 'me khatello e phahameng ea khatello ea kelello le phapang ea amplitude ea ho sebetsa e lekanyelitsoe e le mefuta-futa ea naha. Ho itšetlehile ka phihlelo, ho nahanoa hore phello ea li-parameter liphetho li na le mela, kahoo ntlha e 'ngoe le e' ngoe e behiloe feela ho maemo a mabeli, a phahameng le a tlaase. Lethathamo la liparamente le mabitso a tšoanang le a latelang.
DOE e etsoa ho ANSYS ho sebelisoa mohlala oa parametric o neng o thehiloe pele. Ka lebaka la mefokolo ea software, DOE e nang le lintlha tse felletseng e ka sebelisa liparamente tse fihlang ho tse 7 feela, athe mohlala o na le liparamente tse 8, 'me tlhahlobo ea ANSYS ea sephetho sa DOE ha e na botlalo joalo ka software ea setsebi ea 6-sigma, 'me ha e khone ho sebetsana le tšebelisano. Ka hona, re sebelisa APDL ho ngola loop ea DOE ho bala le ho ntša liphetho tsa lenaneo, ebe re kenya data ho Minitab bakeng sa tlhahlobo.
3.2.2 Tshekatsheko ya diphetho tsa DOE
Tlhahlobo ea DOE ea Minitab e bontšoa ho Setšoantšo sa 4 'me e kenyelletsa tlhahlobo ea lintlha tse ka sehloohong tse susumetsang le tlhahlobo ea litšebelisano. Tlhahlobo e ka sehloohong e susumetsang e sebelisoa ho fumana hore na ke liphetoho life tse fapaneng tsa moralo tse nang le tšusumetso e kholo holim'a sepheo sa sepheo, ka hona se bontša hore na ke life tse fapaneng tsa moralo. Tšebelisano pakeng tsa lintlha e ntan'o hlahlojoa ho fumana boemo ba lintlha le ho fokotsa tekanyo ea ho kopanya pakeng tsa mefuta-futa ea moralo. Bapisa tekanyo ea phetoho ea lintlha tse ling ha ntlha ea moralo e phahame kapa e le tlase. Ho ea ka axiom e ikemetseng, moralo o nepahetseng ha o kopane, kahoo khetha boemo bo sa fetoheng.
Liphetho tsa tlhahlobo ea lisebelisoa tsa welding pampiring ena ke: lintlha tsa bohlokoa tsa moralo ke radius ea kantle ea arc le bophara ba slot ea sesebelisoa. Boemo ba li-parameter ka bobeli bo "phahameng", ke hore, radius e nka bohlokoa bo boholo ho DOE, 'me bophara ba groove bo boetse bo nka boleng bo boholoanyane. Litekanyetso tsa bohlokoa le boleng ba tsona li ile tsa khethoa, 'me ho ile ha sebelisoa mekhahlelo e meng e mengata ho ntlafatsa moralo ho ANSYS ho lokisa maqhubu a lisebelisoa ho tsamaisana le maqhubu a ts'ebetso ea mochini oa welding. Ts'ebetso ea optimization ke e latelang.
3.3 Ntlafatso ea paramethara e reriloeng (maqhubu a lisebelisoa)
Litlhophiso tsa paramethara tsa ntlafatso ea moralo li ts'oana le tsa DOE. Phapang ke hore boleng ba li-parameter tse peli tsa bohlokoa bo khethiloe, 'me likarolo tse ling tse tharo li amana le thepa ea thepa, e nkoang e le lerata 'me e ke ke ea ntlafatsoa. Mekhahlelo e meraro e setseng e ka fetoloang ke sebaka sa axial sa slot, bolelele le bophara ba lisebelisoa. Ntlafatso e sebelisa mokhoa o lekanyelitsoeng oa "subproblem approximation" ho ANSYS, e leng mokhoa o sebelisoang haholo mathateng a boenjiniere, 'me ts'ebetso e ikhethileng e siiloe.
Ho bohlokoa ho hlokomela hore ho sebelisa khafetsa joalo ka ha sepheo se feto-fetoha ho hloka tsebo e nyane ts'ebetsong. Hobane ho na le liparamente tse ngata tsa meralo le mefuta e mengata e fapaneng, mekhoa ea ho sisinyeha ea sesebelisoa e mengata ho latela lithahasello tsa khafetsa. Haeba sephetho sa tlhahlobo ea modal se sebelisoa ka ho toba, ho thata ho fumana mokhoa oa pele oa axial, hobane modal sequence interleaving e ka 'na ea etsahala ha li-parameter li fetoha, ke hore, ordinal ea tlhaho ea tlhaho e lumellanang le mekhoa ea pele e fetoha. Ka hona, pampiri ena e nka tlhahlobo ea modal pele, ebe e sebelisa mokhoa oa modal superposition ho fumana sekhahla sa karabo ea frequency. Ka ho fumana boleng ba tlhōrō ea sekhahla sa karabelo ea maqhubu, e ka netefatsa maqhubu a modal a lumellanang. Sena se bohlokoa haholo ts'ebetsong ea ts'ebetso ea othomathike, ho felisa tlhoko ea ho tseba hore na mokhoa oo ke ofe.
Ka mor'a hore ts'ebetso e phethoe, mokhoa oa ho sebetsa oa moralo oa lisebelisoa o ka ba haufi haholo le lebelo la sepheo, 'me phoso e ka tlaase ho boleng ba mamello bo boletsoeng ho optimization. Mothating ona, moralo oa lisebelisoa o ikemiselitse, o lateloa ke mamello ea tlhahiso bakeng sa moralo oa tlhahiso.
3.4 Moralo oa mamello
Moralo o akaretsang oa meralo o phethiloe ka mor'a hore ho khethoe mekhahlelo eohle ea moralo, empa bakeng sa mathata a boenjiniere, haholo-holo ha ho nahanoa ka litšenyehelo tsa tlhahiso ea bongata, moralo oa mamello o bohlokoa. Litsenyehelo tsa ho nepahala ha tlase le tsona li fokotsehile, empa bokhoni ba ho kopana le metrics ea moralo bo hloka lipalo tsa lipalo bakeng sa lipalo tsa palo. The PDS Probability Design System ho ANSYS e ka sekaseka kamano pakeng tsa mamello ea paramethara ea moralo le mamello ea paramethara ea sepheo, 'me e ka hlahisa lifaele tsa tlaleho tse amanang le tsona.
3.4.1 Litlhophiso tsa paramethara ea PDS le lipalo
Ho ea ka maikutlo a DFSS, tlhahlobo ea mamello e lokela ho etsoa ka mekhahlelo ea bohlokoa ea moralo, 'me mamello e meng e akaretsang e ka khethoa ka matla. Boemo ba pampiri ena bo khethehile haholo, hobane ho ea ka bokhoni ba ho sebetsa ka machining, mamello ea tlhahiso ea litekanyetso tsa moralo oa geometri e nyenyane haholo, 'me e na le phello e fokolang ho palo ea ho qetela ea lisebelisoa; ha litekanyetso tsa thepa e tala li fapane haholo ka lebaka la bafani ba thepa, 'me theko ea thepa e tala e nka Ho feta 80% ea litšenyehelo tsa ho sebetsa ha lisebelisoa. Ka hona, hoa hlokahala ho beha tekanyo e utloahalang ea mamello bakeng sa thepa ea thepa. Thepa ea thepa e amehang mona ke ho teteana, modulus ea elasticity le lebelo la phatlalatso ea maqhubu a molumo.
Tlhahlobo ea mamello e sebelisa ketsiso e sa reroang ea Monte Carlo ho ANSYS ho etsa mohlala oa mokhoa oa Latin Hypercube hobane e ka etsa hore kabo ea lintlha tsa sampole e ts'oane le ho utloahala, 'me e fumane khokahano e betere ka lintlha tse fokolang. Pampiri ena e beha lintlha tse 30. Nka hore mamello ea lisebelisoa tse tharo li ajoa ho ea ka Gauss, qalong e fuoe moeli o ka holimo le o tlaase, ebe o baloa ka ANSYS.
3.4.2 Tlhahlobo ea liphetho tsa PDS
Ka lipalo tsa PDS, ho fanoe ka litekanyetso tse fapaneng tse fapaneng tse tsamaellanang le lintlha tse 30 tsa sampole. Kabo ea mefuta-futa e reretsoeng ha e tsejoe. Mekhahlelo e kentsoe hape ho sebelisoa software ea Minitab, 'me frequency e ajoa ho latela kabo e tloaelehileng. Sena se tiisa khopolo ea lipalo-palo ea tlhahlobo ea mamello.
Palo ea PDS e fana ka mokhoa o loketseng ho tloha ho feto-fetoha ha moralo ho ea ho katoloso ea mamello ea sepheo sa sepheo: moo y e leng sepheo se fapaneng, x ke sebopeho sa moralo, c ke coefficient ea ho kopanya, 'me ke nomoro e feto-fetohang.

Ho ea ka sena, ho mamellana ha sepheo ho ka abeloa phetoho e 'ngoe le e' ngoe ea moralo ho phethela mosebetsi oa moralo oa mamello.
3.5 Netefatso ea liteko
Karolo e ka pele ke mokhoa oa moralo oa sesebelisoa sa welding kaofela. Ka mor'a ho phethoa, lihlahisoa tse tala li rekoa ho ea ka mamello ea thepa e lumelloang ke moralo, ebe e isoa ho etsoa. Teko ea khafetsa le ea mekhoa e etsoa kamora hore tlhahiso e phetheloe, 'me mokhoa oa tlhahlobo o sebelisoang ke mokhoa o bonolo le o sebetsang ka ho fetesisa oa tlhahlobo ea sniper. Hobane index e amehang ka ho fetisisa ke ea pele-taelo ea axial modal frequency, sensor ea acceleration e khomaretsoe holim'a sebaka sa ho sebetsa, 'me qetello e' ngoe e otloa ka tsela ea axial, 'me maqhubu a sebele a lisebelisoa a ka fumanoa ka tlhahlobo ea spectral. Sephetho sa papiso ea moralo ke 14925 Hz, sephetho sa tlhahlobo ke 14954 Hz, qeto ea frequency ke 16 Hz, mme phoso e kholo e ka tlase ho 1%. Ho ka bonoa hore ho nepahala ha finite element ketsiso palong ea modal e holimo haholo.
Kamora ho feta tlhahlobo ea liteko, lisebelisoa li kengoa tlhahiso le kopano mochining oa welding oa ultrasonic. Boemo ba karabelo bo botle. Mosebetsi o tsitsitse nako e fetang halofo ea selemo, 'me tekanyo ea ho tšoaneleha ha welding e phahame, e fetang bophelo ba tšebeletso ea likhoeli tse tharo e tšepisitsoeng ke moetsi oa thepa ea kakaretso. Sena se bonts'a hore moralo o atlehile, mme ts'ebetso ea tlhahiso ha e so fetohe khafetsa le ho lokisoa, ho boloka nako le matla a basebetsi.
4 Qetello
Pampiri ena e qala ka molao-motheo oa ultrasonic welding ea polasetiki, e utloisisa ka botebo sepheo sa tekheniki ea welding, 'me e fana ka maikutlo a moralo oa lisebelisoa tse ncha. Ebe u sebelisa ts'ebetso e matla ea ketsiso ea ntho e lekanyelitsoeng ho sekaseka moralo ka nepo, le ho hlahisa mohopolo oa moralo oa 6-Sigma oa DFSS, le ho laola liparamente tsa bohlokoa tsa moralo ka moralo oa liteko oa ANSYS DOE le tlhahlobo ea mamello ea PDS ho fihlela moralo o matla. Qetellong, lisebelisoa li ile tsa etsoa ka katleho hang, 'me moralo o ne o utloahala ka teko ea makhetlo a liteko le netefatso ea sebele ea tlhahiso. E boetse e fana ka bopaki ba hore mokhoa ona oa ho qapa o ka khoneha ebile o sebetsa.


Nako ea poso: Nov-04-2020

Nako ea poso:11-04-2020
  • E fetileng:
  • E 'ngoe:
  • Tlohela Molaetsa wa Hao