ansys超聲波仿真塑膠
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys超聲波仿真塑膠的視頻教程
ansys超聲波仿真塑膠的實例教程
超聲波塑膠件結構設計注意事項
圖：焊接的分類
02 塑膠的焊接
實際上，不止金屬可以焊接，塑膠也可以焊接，塑膠焊接的關鍵步驟就是首先需要把塑膠材料軟化，根據軟化的方式的不同，塑料焊接方法可分為通過外加熱源軟化、機械運動軟化、電磁作用軟化三種。
1、外加熱源
采用外加熱源方式軟化的焊接技術：熱板焊接、熱風焊接、熱棒和脈沖焊接；
2、機械運動
采用機械運動方式軟化的的焊接技術：摩擦焊接、超聲波焊接；
3、電磁作用
采用電磁效應作用軟化的焊接技術：高頻焊接、紅外線焊接、激光焊接；
以上三種軟化方式雖然具體的形式不一樣，但是本質是一樣的，就是通過加速塑膠內部分子的無規則運動，從而產生熱量而使得塑膠得到軟化。
以上塑膠焊接的方法中，應用最多的是超聲波焊接，這是因為其有非常高的焊接效率，超聲波焊接的整個過程在短短幾秒完成，與其他焊接方式相比，無需事先加熱工具，也無需長時間等待接頭固化或干燥。
03 超聲波焊接的原理
超聲波：是指頻率超過人耳聽覺范圍上限（20000Hz）的聲波。由于其頻率高，因而具有許多特點：首先是功率大，其能量比一般聲波大得多，因而可以用來切削、焊接、鉆孔等。
圖：超聲波的頻率范圍
超聲波焊接所用的設備是超聲波焊接機，其結構組成如下圖：
圖：超聲波焊接機的組成
塑膠超聲波焊接的過程：
首先，超聲波發生器將50 Hz或60 Hz電能轉換成 20~40 kHz的電能，被轉換的高頻電能通過換能器再次被轉換成為同等頻率的機械振動，由于此時的機械振動不會產生足夠的振動能量來使得塑膠件的焊接部位產生熱量融化，隨后機械振動再通過一套可以改變振幅的變幅器，機械振動的振幅被放大并傳遞到焊頭。
展開 04 超聲波焊接效果的影響因素
一、塑膠材料因素
上篇已經介紹的適合超聲波焊接的材料選擇，一般情況下兩種材料滿足Tg或熔點接近、化學相容性良好和熔體流動指數接近這三個條件，基本可認為是可焊接的，但需要注意以下幾點：
1、熱塑性塑膠又分為非結晶性（也叫無定形）塑膠和結晶性（或半結晶性）塑膠。
1）對于非結晶性塑膠，其分子排列無序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化及至流動的溫度（Tg玻璃化溫度）。
2）對于結晶性塑膠，其分子排列有序，有明顯的熔點（Tm熔化溫度）和再度凝固點，在溫度達到熔點之前，半結晶塑料始終保持固態，當溫度達到熔點時，整個分子鏈開始移動，塑膠開始融化，如果此時熱量降低，塑膠很快就會凝固。圖3-106顯示了非晶塑料和半結晶塑料的熔化過程之間的差異。
同時，結晶性塑料常常有較高的熔點，需要很高的能量（高熔化熱度）才能把結晶型的結構打斷從而使材料從結晶狀態變為粘流狀態。因此，與非結晶性塑料相比，結晶性塑料更難焊接。為了獲得結晶塑料的更高焊接質量，通常需要考慮更多因素，例如更高的振幅，更短的焊接距離等，且為了集中超聲能量，超聲線的角度設計的更小或采用其他的超聲結構（剪切式）。
焊接過程中，結晶性（或半結晶性）塑料迅速熔化和迅速冷卻，焊縫處容易產生較多的非晶態（無定形）狀態塑料。如當產品在后續使用過程中在高溫下工作時，焊縫處非晶態（無定形）狀態塑料會逐步轉變成半結晶狀態，從而在焊縫處內部產生額外的結晶應力，可能會降低焊接強度。
所以，針對這一點，非結晶性塑膠塑膠比結晶性（或半結晶性）塑膠更適用于超聲波焊接。
2、同一材料之間熔點是相同的，從原理講是可以焊接的，但是當材料的熔點大于350℃時，不建議使用超聲焊接。
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超聲波振動破巖仿真分析
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時間：11月11日（星期二），16：00-17：00
內容簡介：
本次網絡研討會主要介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，聚焦于超彈性本構的選取
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前言
本文介紹了設計和模擬厘米尺度超透鏡的工作流程。
我們將一系列不同直徑的納米尺寸等級單元(以下稱為納米單元)在Lumerical中建模，使用RCWA方法對每種直徑的納米單元進行分析，建立納米元素直徑以及其誘發的相位和振幅關系數據庫。數據接下來被導入OpticStudio，以整合到光線追蹤系統中，借由超透鏡把準直光束聚焦。
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04 超聲波焊接效果的影響因素
一、塑膠材料因素
上篇已經介紹的適合超聲波焊接的材料選擇，一般情況下兩種材料滿足Tg或熔點接近、化學相容性良好和熔體流動指數接近這三個條件，基本可認為是可焊接的，但需要注意以下幾點：
1、熱塑性塑膠又分為非結晶性（也叫無定形）塑膠和結晶性（或半結晶性）塑膠。
1）對于非結晶性塑膠，其分子排列無序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化及至流動的溫度
01 金屬的焊接
焊接：是通過加熱或加壓，或兩者同時并用，并且用或不用填充材料，使兩個分離的物體產生原子間結合力而連接成一體的技術。
焊接的分類有很多種，如下圖：
傳統意義上的焊接通常是指金屬的焊接。金屬焊接方法有40種以上，如果根據焊接過程進行分類，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。
1、熔焊，是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態，不加壓力完成焊接的方法。
超聲波塑膠件結構設計注意事項
使用固體傳熱，固體力學，壓力聲學，瞬態 三個模塊。
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
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