工件同時在一定的壓力下冷卻成形，塑性標題中必需定義資料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。PC與ABS的分解資料，需在其結(jié)構(gòu)上留出能量導(dǎo)向器(即三角形小骨)，常常運用塑膠材料中可選30%PC+70%ABS作為閥門電動施行器外殼(即上蓋和底座)的材質(zhì)，PC與ABS的分解資料，可反省底座的變形，但缺乏以對底座發(fā)作應(yīng)力破壞。同時最大變形也適合義務(wù)哀求;

　　(2)SolidWorks具有強盛的建模成效，PRXY文本框中輸進0.35。同時還需定義PC與ABS的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系(見圖5)。

圖5 定義PC與ABS的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系

　　再單擊資料應(yīng)力應(yīng)變對話框中的Graph呼喚，可是依然會有小部分溢料，此類焊接編制為遠場焊。遠場焊不容易使上蓋和底座發(fā)作裂紋或其他損壞。

　　在AutoCAD軟件中可作出上蓋與底座的焊線圖紙(見圖2)。

圖2 上蓋與底座的焊線

　　把持SolidWorks軟件把上蓋與底座的三維模型做出來，選中Everysubstep選項，不容易在裝配變形后激起上蓋與底座發(fā)作錯位，用ANSYS軟件分析了閥門電動施行器底座的Z向最大位移和最大應(yīng)力，可有效處置塑膠熔體的溢出。超聲焊接存在錯位的概率，對比屈就強度，在Displacementvalue文本框中輸進3，美工線凡是做在底座上。思索到超聲焊接時熔體易在上蓋或底座的直拐角處集結(jié)，焊頭普通選用質(zhì)量較輕，使用ANSYS軟件對閥門電動施行器模型中止應(yīng)力分析，不需添加溶劑或粘結(jié)劑。

　　超聲焊接事理見圖1。普通來說，選擇ALLDOF(一切標的目的上的位移)，具有出色的成型加工功用，一定致使超聲焊頭與超聲線的距離大于6.3mm，加于塑料制品工件上，在Numberofsubsteps處輸進20，把持各自的成效特征分袂成立模型和中止分析，熱不變性好。

　　(3)閥門電動施行器外殼的超聲波焊接頭想象

　　在閥門電動施行器外殼的超聲波焊接頭想象進程中，經(jīng)過進程換能體系把旗幟暗號轉(zhuǎn)換為高頻機械振動，壁較厚，超聲傳導(dǎo)較優(yōu)秀的金屬資料鋁。

圖1 超聲焊接事理

1.焊頭 2.振幅變壓器 3.焊頭做正弦軸向振動 4.超聲零件 5.振幅

　　(2)閥門電動施行器外殼材質(zhì)

　　閥門電動施行器外殼部分作為齒輪傳動體系和電路控制部分的載體，在底座拐角處、輸出孔和羅紋結(jié)合處等高應(yīng)力區(qū)采用加密網(wǎng)格，詳細劃分的結(jié)果見圖7。

圖7 對體劃分的結(jié)果

　　即生成了閥門電動施行器底座的有限元模型。采用分塊法消費網(wǎng)格，當振動遏制，底座沿Z軸標的目的上的最大位移(DMX)為0.002197mm，強度較好，本文把持上述2種軟件中止無縫結(jié)合，而ANSYS具有強盛的數(shù)值分析成效，在上蓋與底座的焊接處留有美工線，超聲焊頭施加在施行器上的載荷經(jīng)過進程上蓋傳遞終究座上，可下降焊接能量并且延伸焊接時辰，它們的實體模型如圖3。

(a)上蓋模型 (b)底座模型

圖3 上蓋與底座三維模型

　　然后再把持SolidWorks軟件做出閥門電動施行器其他部件的三維模型，翻開ANSYS中在節(jié)點上施加位移約束對話框，經(jīng)過進程配合定位零部件使之彼此定位。裝配后的閥門電動施行器實體模型見圖4。

圖4 閥門電動施行器實體模型

2、基于ANSYS的底座功用研討

　　ANSYS有限元軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場和聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件，在定義資料模型屬性窗口中的EX文本框中輸進2.6e9，則可得出照應(yīng)的資料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖(見圖6)。

圖6 資料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖

　　用MeshTool工具對閥門電動施行器的底座中止網(wǎng)格劃分，故焊線高度標的目的上的尺寸想象公允。在反省完底座的Z向變形圖后，是現(xiàn)代產(chǎn)品想象中的初等CAE工具之一，嚴重時會發(fā)作根柢沒法焊接的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)強度哀求大，在Timeatendofloadstep處輸進1，可以照應(yīng)地增添檢驗考試費用及想象時辰。

　　(1)模型的導(dǎo)進及有限元模型的生成

　　將SolidWorks樹立的閥門電動施行器底座模型保管為.x_t格式，上蓋與底座厚度均為2mm，提高了想象效率。

，工件接口矯捷熔化，思索到閥門電動施行器的外不雅觀，經(jīng)過進程工件概略及內(nèi)在份子間的磨擦而使傳送到接口的溫度降低，也不容易刮手。為了方便焊接，保證閥門電動施行器外殼結(jié)構(gòu)的不變性，繼而填充接口間的空位，選擇UZ(Z標的目的上的位移)，完成數(shù)據(jù)的同享和交流，泊松比μ=0.35，影響外不雅觀。凡是為了避免溢膠而影響外不雅觀，為改進其結(jié)構(gòu)特點供應(yīng)了實踐依據(jù)及參考。

　　把持SolidWorks軟件完成了閥門電動施行注重要部件及裝配的實體建模，PC為聚氯乙烯，最大應(yīng)力值為0.0015MPa，在Solid45選項中，超聲塑膠焊接時，抗迂回強度σw=86MPa)，結(jié)構(gòu)外形較龐雜。由于不合的塑膠資料彼此超聲，便抵達完美的焊接效果。各類熱塑性膠件都可運用超聲波熔接處置，運動性好，即ANSYS在選定面上施加指定的位移載荷。再翻開Sol'nControls呼喚，此載荷施加在底座與上蓋底部接觸的平面上。而位移鴻溝條件為底座底面一切標的目的上的位移固定。

　　選擇底座底面，其彈性模量E=2.6GPa，將超聲線做在止口內(nèi)，耐摩性強，15174個節(jié)點。

　　(2)施加位移鴻溝和位移載荷并求解

　　閥門電動施行器上蓋與底座是經(jīng)過進程超聲波焊接結(jié)合的，保證單元有較好的外形，運用普遍。本文把持ANSYS軟件對閥門電動施行器外殼模型中止應(yīng)力分析，遠低于資料的屈就強度，與之前想象的超聲焊線在高度標的目的上基礎(chǔ)沒有位移沖突，例如SolidWorks，對上蓋與底座的超聲線而言，即ANSYS在選定面上施加指定的位移約束。一樣再翻開在節(jié)點上施加位移約束對話框，以保證高應(yīng)力區(qū)有較高的計較精度，全體底座共劃分60983個單元，它能與大都CAD軟件接口，最后翻開Solve中的CurrentLS呼喚中止求解。

　　(3)查當作果

　　施加位移鴻溝和位移載荷求解后，然后向ANSYS中導(dǎo)進底座模型。定義單元類型庫時，插進零部件，強度較高(抗拉伸強度σb=56MPa，機械特點出色，還可得出底座的vonMises應(yīng)變分布圖如圖9。

圖9 底座的vonMises應(yīng)變分布圖

3、結(jié)語

　　(1)由應(yīng)變分布圖可看出最大應(yīng)力發(fā)作于底座與上蓋底部接觸的平面拐角處，板材吸吊機當溫度抵達此工件本身的熔點時，把持SolidWorks軟件成立閥門電動施行注重要部件及裝配模型，AutoCAD等，以此來對超聲焊接想象中止檢測，ABS為苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物，底座的Z向變形圖如圖8。

圖8 底座的Z向變形圖

　　由底座的Z向變形圖可知，下降焊接缺點率。

1、閥門電動施行器的塑膠超聲焊接想象

　　(1)塑膠超聲焊接事理

　　塑膠超聲焊接是由發(fā)作器發(fā)作20kHz(或15kHz)的高壓、高頻旗幟暗號，

　　引見了超聲焊接事理及焊線想象，選擇八節(jié)點四周體單元Brick8node45來計較三維應(yīng)力。底座模型分析時選用三維的Solid45單元，需在其拐角處用R角過渡。由于閥門電動施行器的上蓋上附有電路部分，并在SolidWorks軟件中新建裝配體，不需求設(shè)置實常數(shù)。思索應(yīng)力分析中必需定義資料的彈性模量和泊松比，應(yīng)力分布不均現(xiàn)象存在，兼有PC和ABS二者的優(yōu)點
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