Как использовать оптимизирование параметра ФЭМ АНСИС и дизайн вероятности рожка ультразвуковой заварки

Как использовать оптимизирование параметра ФЭМ АНСИС и дизайн вероятности рожка ультразвуковой заварки

Предисловие

С развитием ультразвуковой технологии, свое применение больше и больше обширно, его можно использовать для того чтобы очистить крошечные частицы грязи, и его можно также использовать для металла или пластмассы заварки. Особенно в сегодняшних пластиковых продуктах, ультразвуковая заварка главным образом использована, потому что структура винта снята, возникновение может быть более идеальна, и функция делать водостойким и дустпроофинг также обеспечена. Дизайн пластикового рожка заварки имеет важный удар по окончательным качеству и производственной мощности заварки. В продукции новых электрических счетчиков, ультразвуковые волны использованы для того чтобы сплавить верхние и более низкие стороны совместно. Однако, во время пользы, найдено что некоторые рожки установлены на машину и треснуты и другие отказы происходят в коротком периоде времени. Некоторый рожок заварки тариф дефекта высок. Различные недостатки имели значительный удар по продукции. Согласно пониманию, поставщики оборудования имеют возможности ограниченного дизайна для рожка, и часто через повторенные ремонты для того чтобы достигать индикаторов дизайна. Поэтому, необходимо использовать наши собственные технологические преимущества для того чтобы начать прочный рожок и разумный метод дизайна.

Ультразвуковой пластиковый принцип заварки 2

Ультразвуковая пластиковая заварка метод обработки который использует термопласт сочетания из в высокочастотной, который принудили вибрации, и поверхности заварки трут друг против друга для произведения местный высокотемпературный плавить. Достигают хороших результатов ультразвуковой заварки, оборудование, материалы и параметры процесса необходимы, что. Следующее краткое введение к своему принципу.

2,1 ультразвуковая пластиковая система заварки

Диаграмма 1 схематический взгляд системы заварки. Электрическая энергия пропущена через генератор сигналов и усилитель силы для произведения чередуя электрического сигнала ультразвуковой частоты (> 20 КГц) которая приложена к датчику (пьезоэлектрическое керамическому). Через датчик, электрическая энергия будет энергией механической вибрации, и амплитуда механической вибрации отрегулирована рожком к соотвествующей работая амплитуде, и после этого равномерно передана материалу в контакте с ей через рожок. Контактирующие поверхности 2 материалов заварки подвергаются к высокочастотной, который принудили вибрации, и жара трением производит местный высокотемпературный плавить. После охлаждать, материалы совмещены для того чтобы достигнуть заварки.

В системе заварки, источник сигнала часть цепи которая содержит схему усилителя силы которой возможность стабильности частоты и привода влияет на представление машины. Материал термопластиковое, и дизайну совместной поверхности нужно рассматривать как быстро произвести жару и док. Датчики, рожки и рожки можно все рассматривать механическими структурами для легкого анализа соединения их вибраций. В пластиковой заварке, механическая вибрация передана в форме продольных волн. Как эффектно возвратить энергию и отрегулировать амплитуду суть проблемы дизайна.

2.2хорн

Рожок служит как интерфейс контакта между ультразвуковым сварочным аппаратом и материалом. Своя основная функция передать продольную механическую вибрацию оутпуттед вариатор равномерно и эффективно материалу. Используемый материал обычно высококачественный алюминиевый сплав или даже титанюм сплав. Потому что дизайн изменений пластиковых материалов много, возникновение очень другой, и рожки изменить соответственно. Форма рабочей поверхности следует хорошо соответствовать материалу, для того НОП не повредить пластмассу вибрируя; в то же время, частота первого порядка продольной вибрации твердая должна быть скоординирована с частотой выхода сварочного аппарата, в противном случае энергия вибрации будет уничтожена внутренне. Когда рожок вибрирует, местная концентрация напряжений происходит. Как оптимизировать эти местные структуры также конструктивное соображение. Эта статья исследует как приложить рожок дизайна АНСИС для того чтобы оптимизировать параметры конструкции и допуски производства.

сваривая дизайн рожка 3

Как упомянуто раньше, дизайн рожка заварки довольно важен. Много ультразвуковых поставщиков оборудования в Китае которые производят их собственные рожки заварки, но значительная часть их имитации, и после этого они постоянн уравновешивают и испытывают. Через этот повторенный метод регулировки, достигана координация частоты рожка и оборудования. В этой бумаге, метод конечного элемента можно использовать для того чтобы определить частоту конструируя рожок. Результат теста рожка и ошибка частоты дизайна только 1%. В то же время, эта бумага вводит концепцию ДФСС (дизайна для 6 сигм) для того чтобы оптимизировать и крепкий дизайн рожка. Концепция дизайна 6-Сигма полно собрать голос клиента в процессе проектирования для прицеленного дизайна; и пре-рассмотрение возможных отступлений в производственном процессе для обеспечения что качество конечного продукта распределено внутри разумный уровень. Процесс проектирования показан в диаграмме 2. старт с развитием индикаторов дизайна, структурой и размеры рожка первоначально конструированы согласно существующему опыту. Параметрическая модель установлена в АНСИС, и после этого модель определена методом дизайна эксперименту по симуляции (ЛАНИ). Важные параметры, согласно крепким требованиям, определяют значение, и после этого используют метод подпроблемы для того чтобы оптимизировать другие параметры. Учитывающ влияние материалов и параметров окружающей среды во время изготовления и пользу рожка, он также был конструирован с допусками для того чтобы соотвествовать производительных расходов. В конце концов, дизайн производства, теста и теории теста и фактическая ошибка, встретить индикаторы дизайна которые поставлены. Следующее постепенное детальное введение.

3,1 геометрический дизайн формы (устанавливая параметрическую модель)

Конструирующ рожок заварки сперва определяет свои приблизительные геометрические форму и структуру и устанавливает параметрическую модель для последующего анализа. Диаграмма 3 а) дизайн самого общего рожка заварки, в котором несколько подковообразных пазов раскрыты в направлении вибрации на материале приблизительно кубоид. Общие размеры длины направлений кс, ы, и з, и размеры боковой части кс и ы соответствуют вообще к размеру будучи свариванными воркпьесе. Длина з равна к половинной длине волны ультразвуковой волны, потому что в классической теории вибраций, первого порядка осевая частота вытянутого объекта определена своей длиной, и полуволновая длина точно соответствуется частоте акустической волны. Этот дизайн был расширен. Польза, полезна к распространению звуковых войн. Цель подковообразного паза уменьшить потерю боковой вибрации рожка. Положение, размер и номер решительны согласно общему размеру рожка. Его можно увидеть что в этом дизайне, меньше параметров которые можно свободно отрегулировать, поэтому мы делали улучшения на это основание. Диаграмма 3 б) заново конструированный рожок который имеет один больше параметра размера чем традиционный дизайн: наружное Р. радиуса дуги. К тому же, паз выгравирован на рабочей поверхности рожка для того чтобы объединить с поверхностью пластикового воркпьесе, который полезен для того чтобы передать энергию вибрации и защитить воркпьесе от повреждения. Эта модель по заведенному порядку параметрически моделирована в АНСИС, и после этого следующей опытной конструкции.

3,2 опытная конструкция ЛАНИ (определение важных параметров)

ДФСС создано для того чтобы разрешить практически проблемы инженерства. Оно не следует совершенство, а эффективен и крепок. Оно овеществляет идею 6-Сигма, захватывает основное несоответствие, и развязности «99,97%", пока требующ, что дизайн был довольно устойчив к экологической изменчивости. Поэтому, перед делать оптимизирование параметра цели, оно должен быть экранирован во-первых, и размер который имеет важное влияние на структуре должен быть выбран, и их значения должны быть решительны согласно принципу робастности.

3.2.1 установка и ЛАНЬ параметра ЛАНИ

Параметры конструкции форма рожка и положение размера подковообразного паза, етк., итог 8. Параметр цели первого порядка осевая частота вибрации потому что он имеет большее влияние на сварке, и стресс сконцентрированный максимумом и разница в амплитуде рабочей поверхности ограничены как фазовые переменные. Основанный на опыте, он высказыван предположение о том, что влиянию параметров на результатах линейный, поэтому каждый фактор только установлен до 2 уровня, повсюду. Список параметров и соответствуя имен следующим образом.

Выполняют ЛАНЬ в АНСИС используя ранее установленную параметрическую модель. Должный к ограничениям программного обеспечения, ЛАНИ полно-фактора смогите только использовать до 7 параметров, пока модель имеет 8 параметров, и анализ АНСИС результатов ЛАНИ как не всесторонне как программное обеспечение сигмы профессионала 6, и не может отрегулировать взаимодействие. Поэтому, мы используем АПДЛ для записи петли ЛАНИ высчитать и извлечь результаты программы, и после этого положить данные в Минитаб для анализа.

3.2.2 анализ результатов ЛАНИ

Анализ ЛАНИ Минитаб показан в диаграмме 4 и включает главные влияя на анализ и анализ взаимодействия факторов. Главное влияя на факториальное исчисление использовано для того чтобы определить которые изменения конструктивной переменной имеют больший удар по переменной цели, таким образом показывающ что важные конструктивные переменные. Взаимодействие между факторами после этого проанализировано для того чтобы определить уровень факторов и уменьшить степень соединения между конструктивными переменными. Сравните степень изменения других факторов когда конструктивный коэффициент высок или низок. Согласно независимой аксиоме, оптимальный дизайн не соединен друг к другу, поэтому выберите уровень который меньше переменной.

Результаты анализа рожка заварки в этой бумаге являются следующими: важные параметры конструкции наружный радиус дуги и ширина слота рожка. Уровень обоих параметров «высок», т.е., радиус принимает более большое значение в ЛАНИ, и ширина паза также принимает более большое значение. Важные параметры и их значения были решительны, и после этого несколько других параметров были использованы для того чтобы оптимизировать дизайн в АНСИС для того чтобы отрегулировать частоту рожка для того чтобы соответствовать равочей частоте сварочного аппарата. Процесс оптимизирования следующим образом.

3,3 оптимизирование параметра цели (частота рожка)

Установки параметра оптимизирования дизайна подобны той из ЛАНИ. Разница что были определены значения 2 важных параметров, и другие 3 параметра связаны с материальными свойствами, которые сосчитаны как шум и не могут быть оптимизированы. Оставаясь 3 параметра который можно отрегулировать осевое положение слота, длина и ширина рожка. Оптимизирование использует метод аппроксимации подпроблемы в АНСИС, которое широко используемый метод в проблемах инженерства, и специфический процесс снят.

Стоимость замечая что использование частоты как переменная цели требует меньшего навыка в деятельности. Потому что много параметров конструкции и широкий диапазон изменения, режимы вибрации рожка много в диапазоне изменения частот интереса. Если результат режимного анализа сразу использован, то трудно найти первого порядка осевой режим, потому что режимный интерливинг последовательности может произойти когда параметры изменяют, т.е., ординал естественной частоты соответствие к первоначальным изменениям режима. Поэтому, эта бумага принимает режимный анализ во-первых, и после этого использует режимный способ наложения для того чтобы получить кривую частоты откликов. Путем обнаружение максимального значения кривой частоты откликов, она может обеспечить соответствуя режимную частоту. Это очень важно в процессе автоматического оптимизирования, исключая потребность вручную определить модальность.

После того как оптимизирование завершено, частота проектнаяа работа рожка может быть очень близко к частоте цели, и ошибка чем значение допуска определенное в оптимизировании. В этот момент, дизайн рожка по существу решителен, следовать путем изготовляя допуски для дизайна продукции.

3,4 дизайн допуска

Общий структурный дизайн завершенные в конце концов параметры конструкции был определен, но для проектировать проблемы, особенно при рассмотрении производственной затраты массовое производство, дизайн допуска необходим. Цена низкой точности также уменьшена, но способность встретить метрическую систему мер дизайна требует статистически вычислений для количественных вычислений. Система дизайна вероятности ПДС в АНСИС может лучше проанализировать отношение между допуском параметра конструкции и допуском параметра цели, и может произвести полные родственные файлы отчета.

3.4.1 установки и вычисления параметра ПДС

Согласно идее ДФСС, анализ допуска должен быть выполнен на важных параметрах конструкции, и другие общие допуски можно определить эмпирически. Ситуация в этой бумаге довольно особенная, потому что согласно способности подвергать механической обработке, допуск производства геометрических параметров конструкции очень небольшой, и имеет небольшое воздействие на окончательной частоте рожка; пока параметры сырья значительно различные должные к поставщикам, и цена сырья определяет больше чем 80% из цен обработки рожка. Поэтому, необходимо установить разумный ряд допуска для материальных свойств. Уместные материальные свойства здесь плотность, модуль распространения упругости и волны скорости звука.

Анализ допуска использует случайную симуляцию Монте-Карло в АНСИС для того чтобы попробовать латинский метод Хыперкубе потому что он может сделать распределением пунктов забора больше формы и разумный, и получает лучшую корреляцию меньше пунктов. Эта бумага устанавливает 30 пунктов. Высказывайте предположение о том, что допуски 3 материальных параметров распределите согласно гауссу, первоначально дайте верхний и нижний предел, и после этого высчитайте в АНСИС.

3.4.2 анализ результатов ПДС

Через вычисление ПДС, даются значения цели переменные соответствие к 30 пунктам забора. Распределение переменных цели неизвестно. Параметры приспособлены снова используя программное обеспечение Минитаб, и частота по существу распределена согласно нормальному распределению. Это обеспечивает статистически теорию анализа допуска.

Вычисление ПДС дает подходящую формулу от конструктивной переменной расширению допуска переменной цели: где ы переменная цели, кс конструктивная переменная, к коэффициент соотношения, и И переменный номер.

Согласно этому, допуск цели можно назначить каждой конструктивной переменной для того чтобы завершить задачу дизайна допуска.

3,5 экспириментально проверка

Лицевая часть процесс проектирования всего рожка заварки. После завершения, сырье куплено согласно материальным допускам позволенным дизайном, и после этого поставленным к производству. Частота и режимное испытание выполнены после того как изготовлять выполнен, и используемый метод теста самый простой и самый эффективный метод теста снайпера. Потому что самый обеспокоенный индекс первого порядка осевая режимная частота, датчик ускорения прикреплен в рабочую поверхность, и другой конец поражен вдоль осевого направления, и фактическая частота рожка может быть получена спектральным анализом. Результат симуляции дизайна 14925 Хз, результат теста 14954 Хз, разрешение частоты 16 Хз, и максимальная ошибка чем 1%. Ее можно увидеть что точность конечной симуляции элемента в режимном вычислении очень высока.

После проходить экспириментально тест, рожок положен в продукцию и собрание на ультразвуковой сварочный аппарат. Условие реакции хорошо. Работа стабилизирована для больше половины года, и тариф квалификации заварки высок, который превышал трехмесячный срок службы пообещанный общим изготовителем оборудования. Это показывает что дизайн успешен, и процесс производства повторно не был доработан и отрегулированные, сохраненные время и сила человека.

Заключение 4

Эта бумага начинает с принципом ультразвуковой пластиковой заварки, глубоко схватывает технический фокус заварки, и предлагает идею проекта нового рожка. После этого используйте сильную функцию симуляции конечного элемента для того чтобы проанализировать дизайн конкретно, и вводите идею дизайна 6-Сигма ДФСС, и контролируйте важные параметры конструкции через анализ опытной конструкции ЛАНИ АНСИС и допуска ПДС для того чтобы достигнуть крепкого дизайна. В конце концов, рожок успешно был изготовлен раз, и дизайн был разумен экспириментально тестом частоты и проверкой фактического производства. Он также доказывает что этот набор методов дизайна возможен и эффективен.