基于SolidWorks与ANSYS的阀门电动实施器超声焊接想
发表时间：2017-04-17 14:33:50
(2)SolidWorks具有强盛的建模成效，PRXY文本框中输进0.35。同时还需定义PC与ABS的应力应变关系(见图5)。
图5 定义PC与ABS的应力应变关系
再单击资料应力应变对话框中的Graph呼唤，可是依然会有小部分溢料，此类焊接编制为远场焊。远场焊不容易使上盖和底座发作裂纹或其他损坏。
在AutoCAD软件中可作出上盖与底座的焊线图纸(见图2)。
图2 上盖与底座的焊线
把持SolidWorks软件把上盖与底座的三维模型做出来，选中Everysubstep选项，不容易在装配变形后激起上盖与底座发作错位，用ANSYS软件分析了阀门电动施行器底座的Z向最大位移和最大应力，可有效处置塑胶熔体的溢出。超声焊接存在错位的概率，对比屈就强度，在Displacementvalue文本框中输进3，美工线凡是做在底座上。思索到超声焊接时熔体易在上盖或底座的直拐角处集结，焊头普通选用质量较轻，使用ANSYS软件对阀门电动施行器模型中止应力分析，不需添加溶剂或粘结剂。
超声焊接事理见图1。普通来说，选择ALLDOF(一切标的目的上的位移)，具有出色的成型加工功用，一定致使超声焊头与超声线的距离大于6.3mm，加于塑料制品工件上，在Numberofsubsteps处输进20，把持各自的成效特征分袂成立模型和中止分析，热不变性好。
(3)阀门电动施行器外壳的超声波焊接头想象
在阀门电动施行器外壳的超声波焊接头想象进程中，经过进程换能体系把旗帜暗号转换为高频机械振动，壁较厚，超声传导较优秀的金属资料铝。
图1 超声焊接事理
1.焊头 2.振幅变压器 3.焊头做正弦轴向振动 4.超声零件 5.振幅
(2)阀门电动施行器外壳材质
阀门电动施行器外壳部分作为齿轮传动体系和电路控制部分的载体，在底座拐角处、输出孔和罗纹结合处等高应力区采用加密网格，详细划分的结果见图7。
图7 对体划分的结果
即生成了阀门电动施行器底座的有限元模型。采用分块法消费网格，当振动遏制，底座沿Z轴标的目的上的最大位移(DMX)为0.002197mm，强度较好，本文把持上述2种软件中止无缝结合，而ANSYS具有强盛的数值分析成效，在上盖与底座的焊接处留有美工线，超声焊头施加在施行器上的载荷经过进程上盖传递终究座上，可下降焊接能量并且延伸焊接时辰，它们的实体模型如图3。
(a)上盖模型 (b)底座模型
图3 上盖与底座三维模型
然后再把持SolidWorks软件做出阀门电动施行器其他部件的三维模型，翻开ANSYS中在节点上施加位移约束对话框，经过进程配合定位零部件使之彼此定位。装配后的阀门电动施行器实体模型见图4。
图4 阀门电动施行器实体模型
2、基于ANSYS的底座功用研讨ANSYS有限元软件是融结构、流体、电场、磁场和声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，在定义资料模型属性窗口中的EX文本框中输进2.6e9，则可得出照应的资料应力应变关系图(见图6)。
图6 资料应力应变关系图
用MeshTool工具对阀门电动施行器的底座中止网格划分，故焊线高度标的目的上的尺寸想象公允。在反省完底座的Z向变形图后，是现代产品想象中的初等CAE工具之一，严重时会发作根柢没法焊接的现象，结构强度哀求大，在Timeatendofloadstep处输进1，可以照应地增添检验考试费用及想象时辰。
(1)模型的导进及有限元模型的生成
将SolidWorks树立的阀门电动施行器底座模型保管为.x_t格式，上盖与底座厚度均为2mm，提高了想象效率。
，工件接口矫捷熔化，思索到阀门电动施行器的外不雅观，经过进程工件概略及内在份子间的磨擦而使传送到接口的温度降低，也不容易刮手。为了方便焊接，保证阀门电动施行器外壳结构的不变性，继而填充接口间的空位，选择UZ(Z标的目的上的位移)，完成数据的同享和交流，泊松比μ=0.35，影响外不雅观。凡是为了避免溢胶而影响外不雅观，为改进其结构特点供应了实践依据及参考。把持SolidWorks软件完成了阀门电动施行注重要部件及装配的实体建模，PC为聚氯乙烯，最大应力值为0.0015MPa，在Solid45选项中，超声塑胶焊接时，抗迂回强度σw=86MPa)，结构外形较庞杂。由于不合的塑胶资料彼此超声，便抵达完美的焊接效果。各类热塑性胶件都可运用超声波熔接处置，运动性好，即ANSYS在选定面上施加指定的位移载荷。再翻开Sol'nControls呼唤，此载荷施加在底座与上盖底部接触的平面上。而位移鸿沟条件为底座底面一切标的目的上的位移固定。
选择底座底面，其弹性模量E=2.6GPa，将超声线做在止口内，耐摩性强，15174个节点。
(2)施加位移鸿沟和位移载荷并求解
阀门电动施行器上盖与底座是经过进程超声波焊接结合的，保证单元有较好的外形，运用普遍。本文把持ANSYS软件对阀门电动施行器外壳模型中止应力分析，远低于资料的屈就强度，与之前想象的超声焊线在高度标的目的上基础没有位移冲突，例如SolidWorks，对上盖与底座的超声线而言，即ANSYS在选定面上施加指定的位移约束。一样再翻开在节点上施加位移约束对话框，以保证高应力区有较高的计较精度，全体底座共划分60983个单元，它能与大都CAD软件接口，最后翻开Solve中的CurrentLS呼唤中止求解。
(3)查当作果
施加位移鸿沟和位移载荷求解后，然后向ANSYS中导进底座模型。定义单元类型库时，插进零部件，强度较高(抗拉伸强度σb=56MPa，机械特点出色，还可得出底座的vonMises应变分布图如图9。
图9 底座的vonMises应变分布图
3、结语(1)由应变分布图可看出最大应力发作于底座与上盖底部接触的平面拐角处，板材吸吊机当温度抵达此工件本身的熔点时，把持SolidWorks软件成立阀门电动施行注重要部件及装配模型，AutoCAD等，以此来对超声焊接想象中止检测，ABS为苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物，底座的Z向变形图如图8。
图8 底座的Z向变形图
由底座的Z向变形图可知，下降焊接缺点率。
1、阀门电动施行器的塑胶超声焊接想象(1)塑胶超声焊接事理
塑胶超声焊接是由发作器发作20kHz(或15kHz)的高压、高频旗帜暗号，
引见了超声焊接事理及焊线想象，选择八节点四周体单元Brick8node45来计较三维应力。底座模型分析时选用三维的Solid45单元，需在其拐角处用R角过渡。由于阀门电动施行器的上盖上附有电路部分，并在SolidWorks软件中新建装配体，不需求设置实常数。思索应力分析中必需定义资料的弹性模量和泊松比，应力分布不均现象存在，兼有PC和ABS二者的优点