วิธีการใช้การปรับพารามิเตอร์พารามิเตอร์ FEM ANSYS และการออกแบบความน่าจะเป็นของฮอร์นเชื่อมด้วยคลื่นเสียง

วิธีการใช้การปรับพารามิเตอร์พารามิเตอร์ FEM ANSYS และการออกแบบความน่าจะเป็นของฮอร์นเชื่อมด้วยคลื่นเสียง

คำนำ

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีล้ำเสียงการประยุกต์ใช้นั้นกว้างขวางมากขึ้นมันสามารถใช้ในการทำความสะอาดสิ่งสกปรกขนาดเล็กและยังสามารถใช้สำหรับการเชื่อมโลหะหรือพลาสติก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลิตภัณฑ์พลาสติกในปัจจุบันส่วนใหญ่จะใช้การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกเนื่องจากโครงสร้างสกรูถูกตัดออกลักษณะที่สมบูรณ์แบบมากขึ้นและยังมีฟังก์ชั่นกันน้ำและกันฝุ่น การออกแบบแตรเชื่อมพลาสติกมีผลกระทบอย่างสำคัญต่อคุณภาพการเชื่อมและกำลังการผลิตขั้นสุดท้าย ในการผลิตมิเตอร์ไฟฟ้าใหม่จะใช้คลื่นอัลตร้าโซนิคเพื่อหลอมรวมใบหน้าส่วนบนและส่วนล่างเข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตามในระหว่างการใช้งานพบว่ามีแตรบางตัวติดตั้งอยู่บนเครื่องและมีรอยแตกและความล้มเหลวอื่น ๆ เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ ฮอร์นเชื่อมบ้างอัตราข้อบกพร่องสูง ความผิดพลาดต่าง ๆ มีผลกระทบอย่างมากต่อการผลิต จากความเข้าใจผู้ผลิตอุปกรณ์มีความสามารถในการออกแบบที่ จำกัด สำหรับฮอร์นและบ่อยครั้งผ่านการซ่อมซ้ำเพื่อให้ได้ตัวบ่งชี้การออกแบบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ความได้เปรียบทางเทคโนโลยีของเราเองในการพัฒนาฮอร์นที่ทนทานและวิธีการออกแบบที่เหมาะสม

2 หลักการเชื่อมพลาสติกด้วยคลื่นเสียง

การเชื่อมพลาสติกด้วยคลื่นเสียงเป็นวิธีการประมวลผลที่ใช้การผสมผสานของเทอร์โมพลาสติกในการสั่นสะเทือนแบบบังคับความถี่สูงและพื้นผิวการเชื่อมจะถูกันเพื่อผลิตการหลอมที่อุณหภูมิสูง เพื่อให้ได้ผลลัพธ์การเชื่อมด้วยคลื่นเสียงที่ดีต้องใช้อุปกรณ์วัสดุและพารามิเตอร์กระบวนการ ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับหลักการของมัน

2.1 ระบบเชื่อมพลาสติกด้วยคลื่นเสียง

รูปที่ 1 เป็นมุมมองแผนผังของระบบเชื่อม พลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านเครื่องกำเนิดสัญญาณและเพาเวอร์แอมป์เพื่อสร้างสัญญาณไฟฟ้าสลับความถี่อัลตราโซนิก (> 20 kHz) ที่ใช้กับตัวแปลงสัญญาณ (เซรามิก piezoelectric) ผ่านตัวแปลงสัญญาณพลังงานไฟฟ้าจะกลายเป็นพลังงานของการสั่นสะเทือนทางกลและความกว้างของการสั่นสะเทือนทางกลจะถูกปรับโดยฮอร์นเป็นแอมพลิจูดที่เหมาะสมในการทำงานและส่งผ่านไปยังวัสดุที่สัมผัสกับฮอร์สอย่างสม่ำเสมอ พื้นผิวสัมผัสของวัสดุเชื่อมทั้งสองนั้นต้องผ่านการสั่นสะเทือนด้วยความถี่สูงและความร้อนจากการเสียดสีทำให้เกิดการหลอมที่อุณหภูมิสูง หลังจากระบายความร้อนแล้ววัสดุจะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้การเชื่อม

ในระบบการเชื่อมแหล่งกำเนิดสัญญาณเป็นส่วนของวงจรที่มีวงจรเครื่องขยายเสียงที่มีความเสถียรของความถี่และความสามารถในการขับเคลื่อนมีผลต่อประสิทธิภาพของเครื่อง วัสดุนี้เป็นเทอร์โมพลาสติกและการออกแบบพื้นผิวข้อต่อจำเป็นต้องพิจารณาถึงวิธีการสร้างความร้อนและท่าเรืออย่างรวดเร็ว ทรานสดิวเซอร์ฮอร์นและฮอร์นสามารถนำมาพิจารณาโครงสร้างทางกลเพื่อการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนได้ง่าย ในการเชื่อมพลาสติกการสั่นสะเทือนทางกลจะถูกส่งในรูปของคลื่นตามยาว วิธีการถ่ายโอนพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและปรับความกว้างเป็นจุดหลักของการออกแบบ

2.2horn

ฮอร์นทำหน้าที่เป็นหน้าสัมผัสระหว่างเครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกและวัสดุ หน้าที่หลักคือการส่งสัญญาณการสั่นสะเทือนทางกลตามยาวที่เอาท์พุทโดยตัวแปรผันอย่างสม่ำเสมอและมีประสิทธิภาพกับวัสดุ วัสดุที่ใช้มักจะเป็นโลหะผสมอลูมิเนียมคุณภาพสูงหรือแม้กระทั่งโลหะผสมไทเทเนียม เนื่องจากการออกแบบของวัสดุพลาสติกเปลี่ยนแปลงไปมากลักษณะที่แตกต่างกันมากและเสียงแตรต้องเปลี่ยนตามไปด้วย รูปร่างของพื้นผิวการทำงานควรสอดคล้องกับวัสดุอย่างดีเพื่อไม่ให้พลาสติกเกิดความเสียหายเมื่อสั่น ในเวลาเดียวกันความถี่ของแข็งสั่นสะเทือนตามยาวครั้งแรกควรจะประสานงานกับความถี่เอาท์พุทของเครื่องเชื่อมมิฉะนั้นพลังงานการสั่นสะเทือนจะถูกใช้ภายใน เมื่อฮอร์นสั่นสะเทือนจะเกิดความเข้มข้นของความเครียดในท้องถิ่น วิธีปรับโครงสร้างท้องถิ่นเหล่านี้ให้เหมาะสมยังเป็นข้อพิจารณาในการออกแบบ บทความนี้สำรวจวิธีการใช้ฮอร์นออกแบบ ANSYS เพื่อปรับพารามิเตอร์การออกแบบและความคลาดเคลื่อนในการผลิตให้เหมาะสม

การออกแบบ 3 แตรเชื่อม

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้การออกแบบแตรเชื่อมนั้นมีความสำคัญมาก มีซัพพลายเออร์อุปกรณ์อัลตราโซนิกจำนวนมากในประเทศจีนที่ผลิตแตรเชื่อมของตัวเอง แต่ส่วนใหญ่ของพวกเขาคือการเลียนแบบและจากนั้นพวกเขาจะตัดแต่งและทดสอบอย่างต่อเนื่อง ด้วยวิธีการปรับตั้งซ้ำนี้การประสานงานของฮอร์นและความถี่อุปกรณ์ทำได้ ในบทความนี้สามารถใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อกำหนดความถี่ในการออกแบบฮอร์นได้ ผลการทดสอบฮอร์นและข้อผิดพลาดความถี่ในการออกแบบมีเพียง 1% ในเวลาเดียวกันบทความนี้แนะนำแนวคิดของ DFSS (ออกแบบสำหรับ Six Sigma) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและการออกแบบที่มีประสิทธิภาพของฮอร์น แนวคิดของการออกแบบ 6-Sigma คือการรวบรวมเสียงของลูกค้าอย่างเต็มที่ในกระบวนการออกแบบสำหรับการออกแบบเป้าหมาย และการพิจารณาความเบี่ยงเบนที่เป็นไปได้ล่วงหน้าในกระบวนการผลิตเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีการกระจายภายในระดับที่เหมาะสม กระบวนการออกแบบแสดงในรูปที่ 2 เริ่มจากการพัฒนาตัวบ่งชี้การออกแบบโครงสร้างและขนาดของฮอร์นได้รับการออกแบบเบื้องต้นตามประสบการณ์ที่มีอยู่ โมเดลพาราเมทริกถูกสร้างขึ้นใน ANSYS จากนั้นโมเดลจะถูกกำหนดโดยวิธีการออกแบบการจำลองการทดลอง (DOE) พารามิเตอร์ที่สำคัญตามความต้องการที่มีประสิทธิภาพกำหนดค่าแล้วใช้วิธีการย่อยปัญหาเพื่อปรับพารามิเตอร์อื่น ๆ ให้เหมาะสม คำนึงถึงอิทธิพลของวัสดุและพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมในระหว่างการผลิตและการใช้แตรมันได้รับการออกแบบด้วยความอดทนเพื่อตอบสนองความต้องการของต้นทุนการผลิต ในที่สุดการผลิตการทดสอบและการทดสอบทฤษฎีการออกแบบและข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นจริงเพื่อตอบสนองตัวบ่งชี้การออกแบบที่ส่งมอบ แนะนำรายละเอียดทีละขั้นตอนต่อไปนี้

3.1 การออกแบบรูปทรงเรขาคณิต (สร้างแบบจำลองพารามิเตอร์)

การออกแบบฮอร์นเชื่อมก่อนกำหนดรูปร่างและโครงสร้างทางเรขาคณิตโดยประมาณและสร้างแบบจำลองพารามิเตอร์สำหรับการวิเคราะห์ที่ตามมา รูปที่ 3 ก) เป็นการออกแบบของฮอร์นเชื่อมทั่วไปซึ่งมีร่องรูปตัวยูจำนวนหนึ่งเปิดในทิศทางของการสั่นสะเทือนบนวัสดุที่มีรูปทรงประมาณลูกบาศก์ ขนาดโดยรวมคือความยาวของทิศทาง X, Y และ Z และขนาดด้านข้าง X และ Y โดยทั่วไปเปรียบได้กับขนาดของชิ้นงานที่ถูกเชื่อม ความยาวของ Z เท่ากับความยาวคลื่นครึ่งหนึ่งของคลื่นอัลตร้าโซนิคเนื่องจากในทฤษฎีการสั่นสะเทือนแบบคลาสสิกความถี่แกนลำดับแรกของวัตถุที่มีความยาวจะถูกกำหนดโดยความยาวของมันและความยาวครึ่งคลื่นจะตรงกับอะคูสติก คลื่นความถี่ การออกแบบนี้ได้รับการขยาย ใช้เป็นประโยชน์ต่อการแพร่กระจายของคลื่นเสียง วัตถุประสงค์ของร่องรูปตัวยูคือเพื่อลดการสูญเสียการสั่นสะเทือนด้านข้างของแตร ตำแหน่งขนาดและหมายเลขจะถูกกำหนดตามขนาดโดยรวมของฮอร์น จะเห็นได้ว่าในการออกแบบนี้มีพารามิเตอร์น้อยลงที่สามารถควบคุมได้อย่างอิสระดังนั้นเราจึงทำการปรับปรุงบนพื้นฐานนี้ รูปที่ 3 b) เป็นฮอร์นที่ออกแบบใหม่ซึ่งมีพารามิเตอร์ขนาดหนึ่งมากกว่าการออกแบบแบบดั้งเดิม: รัศมีอาร์คด้านนอกอาร์นอกจากนี้ร่องจะถูกแกะสลักบนพื้นผิวการทำงานของฮอร์นเพื่อร่วมมือกับพื้นผิวของชิ้นงานพลาสติก ซึ่งเป็นประโยชน์ในการส่งพลังงานการสั่นสะเทือนและป้องกันชิ้นงานจากความเสียหาย โมเดลนี้มีการสร้างแบบจำลองเชิงพารามิเตอร์เป็นประจำใน ANSYS แล้วออกแบบการทดลองถัดไป

3.2 การออกแบบการทดลองแบบ DOE (การกำหนดพารามิเตอร์ที่สำคัญ)

DFSS ถูกสร้างขึ้นเพื่อแก้ปัญหาทางวิศวกรรมในทางปฏิบัติ มันไม่ได้ไล่ตามความสมบูรณ์แบบ แต่มีประสิทธิภาพและแข็งแกร่ง มันรวบรวมความคิดของ 6-Sigma, จับความขัดแย้งหลักและละทิ้ง "99.97%" ในขณะที่ต้องการการออกแบบที่จะค่อนข้างทนต่อความแปรปรวนของสิ่งแวดล้อม ดังนั้นก่อนทำการปรับพารามิเตอร์เป้าหมายให้เหมาะสมควรคัดกรองก่อนและควรเลือกขนาดที่มีอิทธิพลสำคัญต่อโครงสร้างและควรกำหนดค่าตามหลักการความทนทาน

3.2.1 การตั้งค่าพารามิเตอร์ DOE และ DOE

พารามิเตอร์การออกแบบคือรูปร่างแตรและตำแหน่งขนาดของร่องรูปตัวยู ฯลฯ รวมแปด พารามิเตอร์เป้าหมายคือความถี่ในการสั่นสะเทือนตามแนวแกนลำดับแรกเนื่องจากมีอิทธิพลอย่างมากต่อการเชื่อมและความเค้นสูงสุดและความแตกต่างในแอมพลิจูดของพื้นผิวการทำงานจะถูก จำกัด เป็นตัวแปรสถานะ จากประสบการณ์พบว่าผลกระทบของพารามิเตอร์ที่มีต่อผลลัพธ์นั้นเป็นแบบเส้นตรงดังนั้นแต่ละปัจจัยจะถูกตั้งค่าเป็นสองระดับเท่านั้นคือระดับสูงและระดับต่ำ รายการพารามิเตอร์และชื่อที่เกี่ยวข้องมีดังนี้

DOE ดำเนินการใน ANSYS โดยใช้โมเดลพารามิเตอร์ที่สร้างไว้ก่อนหน้านี้ เนื่องจากข้อ จำกัด ของซอฟต์แวร์ DOE แบบเต็มปัจจัยสามารถใช้พารามิเตอร์ได้สูงสุด 7 พารามิเตอร์เท่านั้นในขณะที่โมเดลมี 8 พารามิเตอร์และการวิเคราะห์ผลลัพธ์ของ DOE ของ ANSYS ไม่ครอบคลุมเท่าซอฟต์แวร์ 6 ซิกม่าระดับมืออาชีพและไม่สามารถโต้ตอบได้ ดังนั้นเราใช้ APDL เพื่อเขียนลูป DOE เพื่อคำนวณและแยกผลลัพธ์ของโปรแกรมแล้วนำข้อมูลไปยัง Minitab เพื่อทำการวิเคราะห์

3.2.2 การวิเคราะห์ผลลัพธ์ DOE

การวิเคราะห์ DOE ของ Minitab แสดงในรูปที่ 4 และรวมถึงการวิเคราะห์ปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลและการวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ การวิเคราะห์ปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักใช้ในการพิจารณาว่าการเปลี่ยนแปลงตัวแปรการออกแบบใดมีผลกระทบต่อตัวแปรเป้าหมายมากขึ้นซึ่งบ่งชี้ว่าเป็นตัวแปรการออกแบบที่สำคัญ การทำงานร่วมกันระหว่างปัจจัยจะถูกวิเคราะห์เพื่อกำหนดระดับของปัจจัยและเพื่อลดระดับของการแต่งงานระหว่างตัวแปรการออกแบบ เปรียบเทียบระดับการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยอื่นเมื่อปัจจัยการออกแบบสูงหรือต่ำ ตามสัจพจน์อิสระการออกแบบที่ดีที่สุดไม่ได้เชื่อมต่อกันดังนั้นให้เลือกระดับที่มีความผันแปรน้อยกว่า

ผลการวิเคราะห์ของฮอร์นเชื่อมในบทความนี้คือพารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญคือรัศมีส่วนโค้งด้านนอกและความกว้างของสล็อตของฮอร์น ระดับของพารามิเตอร์ทั้งสองคือ "สูง" นั่นคือรัศมีใช้ค่าที่มากขึ้นใน DOE และความกว้างของร่องจะใช้ค่าที่มากกว่า มีการกำหนดพารามิเตอร์ที่สำคัญและค่าของพวกเขาจากนั้นจึงใช้พารามิเตอร์อื่น ๆ เพื่อปรับการออกแบบใน ANSYS เพื่อปรับความถี่ฮอร์นให้เหมาะสมกับความถี่ในการใช้งานของเครื่องเชื่อม กระบวนการปรับให้เหมาะสมมีดังนี้

3.3 การปรับพารามิเตอร์เป้าหมาย (ความถี่ฮอร์น)

การตั้งค่าพารามิเตอร์ของการปรับให้เหมาะสมของการออกแบบนั้นคล้ายคลึงกับของ DOE ความแตกต่างคือการกำหนดค่าของพารามิเตอร์สำคัญสองพารามิเตอร์และอีกสามพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของวัสดุซึ่งถือว่าเป็นเสียงรบกวนและไม่สามารถปรับให้เหมาะสม พารามิเตอร์ที่เหลืออีกสามตัวที่สามารถปรับได้คือตำแหน่งแกนของสล็อตความยาวและความกว้างของฮอร์น การปรับให้เหมาะสมใช้วิธีการประมาณ subproblem ใน ANSYS ซึ่งเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัญหาทางวิศวกรรมและกระบวนการที่เฉพาะเจาะจงจะถูกละเว้น

เป็นที่น่าสังเกตว่าการใช้ความถี่เป็นตัวแปรเป้าหมายต้องใช้ทักษะในการทำงานเล็กน้อย เนื่องจากมีพารามิเตอร์การออกแบบมากมายและความหลากหลายของรูปแบบที่หลากหลายโหมดการสั่นสะเทือนของฮอร์นจึงมีหลายช่วงความถี่ที่น่าสนใจ หากผลลัพธ์ของการวิเคราะห์โมดัลนั้นถูกนำไปใช้โดยตรงมันเป็นเรื่องยากที่จะหาโหมดแกนลำดับที่หนึ่งเนื่องจากลำดับกิริยาอาจเกิดขึ้นได้เมื่อพารามิเตอร์เปลี่ยนนั่นคือลำดับความถี่ธรรมชาติที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงโหมดดั้งเดิม ดังนั้นบทความนี้ใช้การวิเคราะห์โมดัลก่อนแล้วจึงใช้วิธีการซ้อนโมดัลเพื่อรับเส้นโค้งการตอบสนองความถี่ โดยการหาค่าสูงสุดของกราฟการตอบสนองความถี่มันสามารถมั่นใจได้ว่าความถี่โมดัลที่สอดคล้องกัน สิ่งนี้สำคัญมากในกระบวนการปรับให้เหมาะสมอัตโนมัติโดยไม่จำเป็นต้องกำหนดวิธีการด้วยตนเอง

หลังจากการปรับให้เหมาะสมเสร็จสมบูรณ์ความถี่การออกแบบการทำงานของแตรสามารถใกล้เคียงกับความถี่เป้าหมายได้มากและข้อผิดพลาดน้อยกว่าค่าความคลาดเคลื่อนที่ระบุในการปรับให้เหมาะสม ณ จุดนี้การออกแบบฮอร์นถูกกำหนดโดยทั่วไปตามด้วยความคลาดเคลื่อนในการผลิตสำหรับการออกแบบการผลิต

3.4 การออกแบบความอดทน

การออกแบบโครงสร้างทั่วไปเสร็จสมบูรณ์หลังจากกำหนดพารามิเตอร์การออกแบบทั้งหมดแล้ว แต่สำหรับปัญหาทางวิศวกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาต้นทุนการผลิตจำนวนมากการออกแบบความอดทนเป็นสิ่งจำเป็น ต้นทุนของความแม่นยำต่ำก็ลดลงเช่นกัน แต่ความสามารถในการตอบสนองตัวชี้วัดการออกแบบต้องการการคำนวณเชิงสถิติสำหรับการคำนวณเชิงปริมาณ ระบบการออกแบบความน่าจะเป็น PDS ใน ANSYS สามารถวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างการยอมรับพารามิเตอร์การออกแบบและการยอมรับพารามิเตอร์เป้าหมายได้ดีขึ้นและสามารถสร้างไฟล์รายงานที่เกี่ยวข้องได้อย่างสมบูรณ์

3.4.1 การตั้งค่าและการคำนวณพารามิเตอร์ PDS

ตามแนวคิดของ DFSS การวิเคราะห์ความทนทานควรดำเนินการกับพารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญและสามารถกำหนดเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนทั่วไปอื่น ๆ ได้อย่างชัดเจน สถานการณ์ในบทความนี้ค่อนข้างพิเศษเพราะตามความสามารถของเครื่องจักรความอดทนในการผลิตพารามิเตอร์การออกแบบทางเรขาคณิตมีขนาดเล็กมากและมีผลเพียงเล็กน้อยต่อความถี่แตรสุดท้าย ในขณะที่พารามิเตอร์ของวัตถุดิบมีความแตกต่างกันอย่างมากเนื่องจากซัพพลายเออร์และราคาวัตถุดิบคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 80% ของต้นทุนการแปรรูปฮอร์น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตั้งค่าช่วงการยอมรับที่เหมาะสมสำหรับคุณสมบัติของวัสดุ คุณสมบัติของวัสดุที่เกี่ยวข้องคือความหนาแน่นโมดูลัสความยืดหยุ่นและความเร็วของการแพร่กระจายคลื่นเสียง

การวิเคราะห์ความทนทานใช้การจำลองแบบมอนติคาร์โลแบบสุ่มใน ANSYS เพื่อสุ่มตัวอย่างวิธีละตินไฮเปอร์คิวบ์เนื่องจากสามารถทำให้การแจกแจงคะแนนการสุ่มตัวอย่างมีความสม่ำเสมอและสมเหตุสมผลมากขึ้น กระดาษนี้กำหนด 30 คะแนน สมมติว่าความคลาดเคลื่อนของพารามิเตอร์วัสดุทั้งสามนั้นมีการกระจายตาม Gauss โดยเริ่มแรกจะมีขีด จำกัด บนและล่างจากนั้นคำนวณเป็น ANSYS

3.4.2 การวิเคราะห์ผลลัพธ์ PDS

ผ่านการคำนวณ PDS จะมีการกำหนดค่าตัวแปรเป้าหมายที่ตรงกับ 30 คะแนนการสุ่มตัวอย่าง ไม่ทราบการกระจายตัวของตัวแปรเป้าหมาย พารามิเตอร์จะถูกติดตั้งอีกครั้งโดยใช้ซอฟต์แวร์ Minitab และความถี่จะถูกกระจายตามการกระจายปกติ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าทฤษฎีทางสถิติของการวิเคราะห์ความทนทาน

การคำนวณ PDS ให้สูตรที่เหมาะสมจากตัวแปรการออกแบบไปจนถึงการขยายความทนทานของตัวแปรเป้าหมาย: โดยที่ y คือตัวแปรเป้าหมาย, x คือตัวแปรการออกแบบ, c คือสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์และ i คือหมายเลขตัวแปร

ตามนี้ความอดทนเป้าหมายสามารถกำหนดให้กับตัวแปรการออกแบบแต่ละตัวเพื่อให้งานการออกแบบความอดทนเสร็จสมบูรณ์

3.5 การตรวจสอบแบบทดลอง

ส่วนด้านหน้าเป็นกระบวนการออกแบบของแตรเชื่อมทั้งหมด หลังจากเสร็จสิ้นวัตถุดิบจะซื้อตามความคลาดเคลื่อนของวัสดุที่ได้รับอนุญาตจากการออกแบบแล้วส่งไปยังการผลิต การทดสอบความถี่และโมดัลจะดำเนินการหลังจากการผลิตเสร็จสิ้นและวิธีการทดสอบที่ใช้เป็นวิธีการทดสอบ sniper ที่ง่ายและมีประสิทธิภาพมากที่สุด เนื่องจากดัชนีที่เกี่ยวข้องมากที่สุดคือความถี่แกนตามลำดับแรกเซ็นเซอร์ความเร่งจะถูกแนบกับพื้นผิวการทำงานและส่วนอื่น ๆ จะถูกกระแทกไปตามทิศทางของแกนและความถี่ที่แท้จริงของฮอร์นสามารถทำได้โดยการวิเคราะห์สเปกตรัม ผลการจำลองของการออกแบบคือ 14925 Hz ผลการทดสอบคือ 14954 Hz ความละเอียดความถี่คือ 16 Hz และข้อผิดพลาดสูงสุดน้อยกว่า 1% จะเห็นได้ว่าความแม่นยำของการจำลององค์ประกอบ จำกัด ในการคำนวณโมดัลนั้นสูงมาก

หลังจากผ่านการทดสอบการทดลองฮอร์นจะถูกนำไปผลิตและประกอบบนเครื่องเชื่อมอัลตราโซนิก สภาพการเกิดปฏิกิริยาเป็นสิ่งที่ดี งานนี้มีความเสถียรมานานกว่าครึ่งปีและอัตราการเชื่อมที่สูงซึ่งเกินอายุการใช้งานสามเดือนที่สัญญาไว้โดยผู้ผลิตอุปกรณ์ทั่วไป นี่แสดงให้เห็นว่าการออกแบบประสบความสำเร็จและกระบวนการผลิตไม่ได้รับการแก้ไขและปรับแต่งซ้ำ ๆ ทำให้ประหยัดเวลาและกำลังคน

4 บทสรุป

บทความนี้เริ่มต้นด้วยหลักการของการเชื่อมพลาสติกด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงให้ความสำคัญกับเทคนิคการเชื่อมอย่างลึกซึ้งและเสนอแนวคิดการออกแบบของแตรใหม่ จากนั้นใช้ฟังก์ชั่นการจำลองอันทรงพลังขององค์ประกอบ จำกัด เพื่อวิเคราะห์การออกแบบอย่างเป็นรูปธรรมและแนะนำแนวคิดการออกแบบ 6-Sigma ของ DFSS และควบคุมพารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญผ่านการออกแบบการทดลอง ANSYS DOE และการวิเคราะห์ความอดทน PDS เพื่อให้บรรลุการออกแบบที่แข็งแกร่ง ในที่สุดฮอร์นก็ประสบความสำเร็จในการผลิตเพียงครั้งเดียวและการออกแบบนั้นสมเหตุสมผลโดยการทดสอบความถี่ทดลองและการตรวจสอบการผลิตจริง นอกจากนี้ยังพิสูจน์ได้ว่าวิธีการออกแบบชุดนี้มีความเป็นไปได้และมีประสิทธิภาพ