超声塑料焊接工具横向振动及开槽的研究

本文利用耦合振动理论研究了大尺寸超声塑料焊接工具的三维振动，推出了决定工具谐振频率与其材料及尺寸之间关系的频率方程。还研究了工具的横向振动与开槽之间的关系，从理论上得出了决定工具开槽位置的数学表达式，在某种程度上解决了大尺寸工具的开槽问题。实验表明，大尺寸工具的设计频率与测量值基本符合，开槽大大地改善了工具辐射面上的位移分布的均匀程度。     

U槽式大尺寸圆形超声塑料焊接模具

介绍了在大尺寸圆柱体上开U形槽从而得到大尺寸圆形超声塑料焊接模具的方法,此法是该圆形塑料焊接模具的一个解决方案。可以改善其端面的振幅均匀性;以模具共振频率和输出端面振幅均匀性为指标,利用商用有’限元软件,给出了这种模具的设计路线;该模具的设计,可利用商用有限元软件,以其输出端面振幅分布均匀性为目标函数,应用子问题近似法进行优化。计算结果进行了实验验证,结果表明计算结果与实验结果有很好的一致性。     

具有开槽结构的大尺寸立方形超声塑料焊接焊头的设计

提出一种具有开槽结构的大尺寸立方形超声塑料焊接焊头的设计方法,并对其进行了实验验证.首先通过合理开槽将大尺寸立方形焊头划分为若干单元,然后将各焊头单元和立方形半波振子比较,利用等效机械阻抗的概念得出焊头单元的频率方程,其间考虑了耦合振动的影响.最后利用该方程研究了开槽数、槽宽度以及槽长度等因素对焊头振动特性的影响.按此方法设计加工了几组具有开槽结构的大尺寸立方形焊头,结果表明焊头谐振频率的实测值和理论值吻合得很好.     

大尺寸超声振动体的研究

文章中介绍了大尺寸超声振动体的研究进展。包括分析耦合振动的表观弹性法；用表观弹性法对短圆柱体、空心圆柱体和矩形六面体的振动进行分析；用开槽、开狭缝、附加弹性体和二次设计等方法对超声振动体的振动进行控制。对有关结果与用有限元方法进行计算的结果进行了比较，并作出了评价。     

长条形超声塑料焊接焊头的简明设计

焊头是超声塑料焊接设备中一个很重要的部件,其设计的好坏直接关系到焊接质量。将长条形焊头通过合理开槽划分为若干相等的单元．每个单元可作为复合阶梯形变幅杆来处理,用传递矩阵法得出了焊头单元的频率方程,为长条形开槽焊头的设计提供了理论依据。实验表明,利用该方程设计的长条形焊头,其实测频率与设计频率符合很好。本设计方法物理意义明显,计算简单,非常适合工程设计。此外利用该方法可方便的求出开槽数、槽宽度以及槽长度等因素对焊头尺寸的影响,也为焊头的优化设计提供了一定的理论依据。     

塑料和聚合物的超声焊接

从塑料和聚合物的特性、塑料焊接方法分类、焊接的基本步骤、焊接特点方面介绍了塑料和聚合物的超声焊接。一般认为,超声焊接的研究内容主要是研究与超声有关的焊接声参数方面的问题。其实,在国外更多地是从材料方面研究焊件在焊接过程中物理性能的变化,对此做了较详尽的介绍。超声波在热塑性粘弹性介质中传播相对于金属介质来说有较大耗损,文中也介绍了测定粘弹性介质复杨氏模量的基本方法。     

塑料焊接超声振动系统的力负载对其电端阻抗的影响

本文用实验方法研究超声塑料焊接设备中超声振动系统（包括换能器、变幅杆和焊头）力负载变化对电端阻抗的影响。实验时采用不同的被焊材料及施加不同的静压力来改变振动系统的力负载阻抗。实验结果表明，在适当的工作条件下，超声振动系统电端阻抗随力负载阻抗的增加而减少，这一特性可用于超声时接设备中的输出功率自动调节。     

塑料超声波焊接过程及质量研究 III焊接接头质量影响因素分析

从焊接工艺参数对焊件熔化状态及焊件熔化状态对接头质量的影响两个方面对塑料超声波焊接质量影响因素进行了研究 ,揭示了焊件熔化状态是影响接头质量的直接因素 .利用光学显微镜研究了接头的组织形貌 ,发现接头熔合区组织具有明显的取向 .对接头剪切和弯曲强度进行测试 ,发现接头力学性能具有各向异性 ,熔和区厚度和组织取向程度对接头有重要的影响 .     

高速钢摩擦焊接工具的环状裂纹分析

对高速钢和４５钢摩擦焊接工具在制造过程中的两类环状裂纹，即焊接裂纹和淬火裂纹的分布特点、形成原因，及影响裂纹形成的主要因素进行了分析、讨论。提出了防止措施。     

A1 超声塑焊变幅器的有限元分析

本文根据有限元原理自编了ＭＶＵＨ程序，可以在微机上运行，并对超声塑料焊接用的变幅器（焊头）进行分析计算，比较了平板变幅器开槽前后以及槽宽对固有频率及变幅器工作端面位移振幅分布的影响，表明开槽后变幅器的固有频率下降，位移分布较均匀，而槽加宽时固有频率略有下降。为检验程序的正确性，曾用ＡＤＩＮＡ程序包进行计算比较，得到较满意的结果，并对固有频率进行实验验证，理论计算和测量结果符合较好。     

超声波塑料焊机发生器研制的若干问题

本文从超声波塑料焊工艺特点和换能器特性出发，对发生器应具备的功能、技术关键进行了分析和研究。根据实际研究中出现的问题，设计了较为完善的频率自动跟踪电路，并对焊机的功率自动调节、电路匹配等技术关键进行了实验研究和探讨分析。     

超声变幅杆设计方法研究

超声变幅杆是超声振动系统中一个重要的组成部分,经常在高声强超声中应用。从声学角度出发,对超声变幅杆有许多种设计方法。本文在综合有关文献的基础上,阐述了常用的设计变幅杆的方法,如传统的设计方法,等效电路法,替代法(机械阻抗相等法),传输矩阵法,有限元法,表观弹性法等等。文中比较了这些设计方法的特点,提出了应用相应方法时应该注意的问题。为了能进一步简化设计,方便记忆,文中提出了用设计方法本身统一各单级变幅杆各性能参数的表达式等今后需要研究的问题。     

行波型杆式超声电机定子的参数化有限元法优化设计

摘要：利用参数化有限元优化方法,对行波型杆式超声电机定子进行优化设计。首先,在确定电机定子初始结构的基础上,建立其参数化有限元模型。其次,对定子有限元模型进行模态分析,求解工作模态频率对各结构参数的灵敏度,选取灵敏度高的结构参数为设计变量,并以反映电机输出性能的重要参数作为目标函数。同时,设计了定子结构的优化方案,采用了零阶优化方法,对其结构进行优化设计。最后,根据优化结果,制作了定子样机。试验表明：定子工作模态和端面质点的振幅都满足了预期的设计要求,试验结果与优化设计结果相符。研究表明,利用该优化设计方法能有效地缩短超声电机设计周期。     

余弦形负载超声变幅杆输入阻抗特性的研究

研究余弦形负载超声变幅杆输入阻抗特性。求解了加负载时四种超声变幅杆的输入阻抗,得到加负载时输入阻抗和M"obius变换参数的统一算式。当变幅杆的输入抗分量为零时,计算了余弦形负载变幅杆的纵向振动共振频率方程和放大系数。由输入阻抗的表达式讨论了此类变幅杆的工作稳定性条件和相对阻抗相等点,对余弦形变幅杆的实际应用有一定的参考意义。     

阶梯形变幅杆的频率特性分析

计算了圆柱截面阶梯形变幅杆的一阶到六阶纵振动模式的谐振频率,较系统地分析研究了带与不带过渡段的阶梯杆之谐振频率随其粗细段长度比和直径比的变化规律,得到了一些新结果。用两种方法计算谐振频率:一种是求解一维近似解析频率方程,计算程序用MATLAB编制。另一种是用有限元仿真数值计算,利用ANSYS软件,且适合对于任意材料和几何参数的圆截面阶梯杆的任意阶谐振频率的计算。有限元计算与一维近似理论计算得到的频率的变化趋势基本一致。所给频率变化趋势对于变幅杆的设计和加工都能提供参考。在相当大的阶梯杆几何参数空间内,一阶谐振频率随变幅杆粗段与过渡段长度而相应减小。对于实测频率比所期望值高的变幅杆进行频率调整时可以利用上述性质。     

阻性负载超声变幅杆振动特性研究

在纵振型变幅杆等效电路的基础上,研究了三类负载超声变幅杆的共振频率与放大系数。得到了阻性负载时,变幅杆频率方程与放大系数的计算式;分别绘制了共振频率及放大系数随负载变化的曲线图,并给出了分析。这将有助于超声变幅杆的研究和设计。