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超声波振动摩擦热产热计算与分析

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超声波振动摩擦热产热计算与分析

   对焊接过程的瞬态分析知,在焊接过程中由于焊件特别是导能筋存在明显的形变,在焊件与导能筋的接触面上会发生因应变引起的相对微滑移。这种微滑移产生的摩擦热能够使材料局部温度从室温快速升至玻璃转化区附近。计算的模型中虽然滑移的绝对距离很小,但是由于超声频率高,超声波振动摩擦产热计算与分析所以最高滑移速度可达532.463mm/s,摩擦应力高达12.252MPa。仿真结果显示,滑移速率的最大点出现在导能筋表面的角点位置,随着与角点距离的增加,导能筋表面上各点的滑移速率逐渐减小,在导能筋表面的中心位置滑移速率几乎为Oo当摩擦因数为0.4时,经计算得导能筋角点的功率密度为6.52W/m㎡,这足以使局部材料的温度在较短的时间内升至较高值,图所示为摩擦热引起的温度场分布,结果显示:摩擦热产生的温度峰值出现在导能筋表面的角点位置’而且随着与角点距离的增加,温度逐渐减小,这与相对滑移速率的分布规律相符。提取导能筋上的角点(点1),角点附近一点(点3)和角点附近下焊件上一点(点2)的温升曲线,如图所示。结果显示,角点的温度在O.ls内可升高近800℃,而且越靠近角点温升越快。