基于谐波平衡法的超声波焊接热—力耦合分析

发布时间：2021-01-17 05:35

　　机械装备轻量化和长寿命的设计要求,促使轻质材料使用比重增加。由于超声波焊接技术具有环保、高效率、低能耗以及适合自动化生产等优点,工业加工制造环节常采用超声波焊接连接各类轻质材料。超声波焊接技术应用广泛,可用于异种金属间、聚合物基复合材料间以及金属与聚合物基复合材料间的连接。准确的预测焊接中结构的动力学和热力学行为是深入理解超声波焊接过程的关键。从非线性动力学的角度出发,由于振动激励源呈现周期性、焊接界面存在非线性接触,因此超声波焊接系统属于周期性的非线性动力系统,可基于非线性动力学的方法进行研究。谐波平衡法是一种可预测周期性的非线性系统动力学行为的有效方法,本文基于广义谐波平衡法发展了一种频域计算方法用以求解系统的周期解。在该频域方法的基础上,同时考虑轻质材料超声波焊接过程热-力耦合的特点,构建了可全面分析预测焊接中结构动力学与热力学行为的数值方法。结合实验验证对比,成功地将该数值方法应用于Cu-Al超声波金属焊接、AA2024-碳纤维增强尼龙6（CF/PA6）复合材料超声波金属焊接以及CF/PA6复合材料间超声波塑料焊接的研究中。主要的工作包括:1.针对超声波振动焊接中工件非线性振动... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

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本文编号：2982301