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中国标准连续出版物号 ISSN 1001-4551 CN 33-1088/TH
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一种圆弧过渡阶梯型超声变幅杆的 节点法兰优化与参数型设计*

作者:路崧1,2,周成全2,冯广智2,刘家郡3,李明雨1,刘正锋2 日期:2018-12-28/span> 浏览:79 查看PDF文档

                                                           一种圆弧过渡阶梯型超声变幅杆的节点法兰优化与参数型设计*
                                                                   路崧1,2,周成全2,冯广智2,刘家郡3,李明雨1,刘正锋2
(1.哈尔滨工业大学 深圳研究生院,广东 深圳 518118;2.大族激光科技产业股份有限公司,广东 深圳 518103;3.吉林大学 机械科学与工程学院,吉林 长春 130012)




摘要:超声波塑料焊接的纵振变幅杆需要易于装夹的无振动法兰,但薄片状法兰不易保证足够的刚度和加工质量,而厚片法兰易造成变幅杆的共振频率偏移,针对上述问题,对一种圆弧过渡阶梯型变幅杆进行了初步设计。在变幅杆的节点位置添加了薄片状法兰,然后对薄法兰的外侧加块,再利用ANSYS Workbench的Shape Optimization工具对块结构进行了优化,实现了在质量增加较少的情况下保证法兰处的强度;之后以两圆柱的长度为设计变量,对变幅杆进行了参数型设计,修正了变幅杆的长度,使其共振频率在19.75 kHz~20.15 kHz范围内,且节点恰好位于法兰处。研究结果表明:优化后的变幅杆振型呈轴向阶梯型分布,法兰无振动且易于装夹,薄片状法兰式变幅杆质量为0.85 kg;优化后的变幅杆质量为0.914 kg,质量增长了7.5%,等效应力减少了21.4%,最大主应力减少了59.6%。

关键词:超声变幅杆;节点法兰优化;ANSYS Designxplorer;ANSYS Shape Optimization

中图分类号:TH122;TB51                     文献标志码:A                        文章编号:1001-4551(2018)12-1324-05




本文引用格式:
路崧,周成全,冯广智,等.一种圆弧过渡阶梯型超声变幅杆的节点法兰优化与参数型设计[J].机电工程,2018,35(12):1324-1328.
LU Song, ZHOU Chengquan, FENG Guangzhi, et al. Node flange optimization and parametric design of a circular arc transition stepped ultrasonic horn[J].Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2018,35(12):1324-1328.
《机电工程》杂志:http://www.meem.com.cn




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