ansys參數(shù)優(yōu)化和概率設(shè)計(jì)在超聲波焊接工裝上的應(yīng)用-免費(fèi)閱讀
【正文】 然后利用有限元強(qiáng)大的仿真功能對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行具體分析，并且引入 DFSS 的 6Sigma 設(shè)計(jì)思想，通過(guò) ANSYS 的 DOE實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和 PDS 公差分析控制重要設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)健壯性設(shè)計(jì)。 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 前面進(jìn)行的是整個(gè)焊接工裝的設(shè)計(jì)過(guò)程，完成后按照設(shè)計(jì)允許的材料公差采購(gòu)原材料，然后交付制造。所以需要對(duì)材料屬性設(shè)定一個(gè)合理的公差范圍。這在自動(dòng)優(yōu)化過(guò)程中非常重要，免除了人工判斷模態(tài)的步驟。優(yōu)化過(guò)程如下所述。 DOE 結(jié)果分析 Minitab的 DOE 分析如圖 4所示，包含主影響因素分析和交互作用分析。它體現(xiàn)了 6Sigma的思想，抓住主要矛盾，舍棄 “％ ”以外的，同時(shí)要求設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境變異有相當(dāng)?shù)牡挚鼓芰ΑＵw尺寸是 X、 Y、Z三個(gè)方向的長(zhǎng)度，通常橫向尺寸 X和 Y與被焊接工件的大小相當(dāng)。同時(shí)，本文引入 DFSS（ Design For Six Sigma）的理念，對(duì)工裝進(jìn)行優(yōu)化和健壯設(shè)計(jì)。 工具頭（焊接工裝） 工具頭作為超聲波焊接機(jī)和物料的接觸界面，其主要功能是將由變幅器輸出的縱向機(jī)械振動(dòng)均勻有效地傳遞到物料上，所用的材料通常是優(yōu)質(zhì)鋁合金甚至鈦合金。 超聲波塑料焊接系統(tǒng) 圖一是焊接系統(tǒng)的示意圖。其中塑料焊接工裝（ Horn）的設(shè)計(jì)對(duì)最終焊接質(zhì)量和生產(chǎn)能力有著重要的影響。摘 要：超聲波 技術(shù) 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬、塑料焊接工藝中。在新型電表的生產(chǎn)中也是使用超聲波將上下兩個(gè)面殼融合到一起，但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有的工裝安裝到機(jī)器上使用很短一段時(shí)間就發(fā)生開裂等失效，有的工裝焊接產(chǎn)品的缺陷率較高。電能通過(guò)信號(hào)發(fā)生器和功放，產(chǎn)生超聲頻率（ 20 kHz）的交變電信號(hào)，加到換能器上（壓電陶瓷）。因?yàn)樗芰衔锪系脑O(shè)計(jì) 變化多，外型千差萬(wàn)別，工具頭也要隨之而變化。 6Sigma設(shè)計(jì)的理念是在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分收集客戶心聲進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)；并且預(yù)先考慮生產(chǎn)過(guò)程可能出現(xiàn)的偏差，保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量分布在合理的水平內(nèi)。 Z的長(zhǎng)度等于超聲波的半波長(zhǎng)，因?yàn)樵诮?jīng)典的振動(dòng)理論里面，長(zhǎng)條型物體的一階軸向頻率是由它的長(zhǎng)度確定的，半波長(zhǎng)度正好與聲波頻率匹配，這種設(shè)計(jì)一直被延用，有利與聲波 的傳播。因此，在做目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化前應(yīng)先進(jìn)行篩選，挑出對(duì)結(jié)構(gòu)有重要影響的尺寸，根據(jù)健壯性原則確定它們的數(shù)值。主影響 因素分析用于判斷哪個(gè)設(shè)計(jì)變量的變化對(duì)目標(biāo)變量影響較大，由此指出哪些是重要的設(shè)計(jì)變量。 目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化（工裝頻率） 設(shè)計(jì)優(yōu)化的參數(shù)設(shè)置和 DOE 的類似，不同的是其中 2 個(gè)重要參數(shù)的數(shù)值已經(jīng)確定，另外有 3 個(gè)參數(shù)和材料屬性相關(guān)，
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