热塑性塑料超声波焊接的热力过程数值模拟

在建立热塑性塑料的粘弹性力学模型和传热模型的基础上,根据应力和粘度模型计算粘弹性热能可以准确地计算粘弹性热。通过开发超声波塑料焊接的有限元数值模拟程序研究了焊接瞬间的热力行为,数值模拟结果表明,平板件焊接时受压区域整体温度有不同程度的升高,焊接首先发生在焊接面的外围区域,平板件焊接实验验证了数值模拟的准确性。数值算例还研究了初始温度、焊接压力、超声波频率和超声波振幅等焊接工艺参数对焊接过程的影响,有效的焊接必须高于临界初始温度,提高超声波频率和振幅可显著提高温度升高的速度与幅度。