Projektowanie narzędzi do ultradźwiękowego zgrzewania tworzyw sztucznych z wykorzystaniem metody elementów skończonych

• Autorzy: Górczyński J. , Chodnikiewicz K.

Warianty tytułu

EN

Design of ultrasonic tools for plastic welding using the Finite Element Method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Częstotliwość drgań własnych narzędzia do zgrzewania ultradźwiękowego tworzyw sztucznych musi pokrywać się z częstotliwością drgań własnych pozostałych części układu ultradźwiękowego, przy czym postać tych drgań powinna być taka, aby amplituda drgań roboczej powierzchni narzędzia była jednakowa wzdłuż jego długości. W przypadku narzędzi o nietypowym kształcie [np. wydłużonych] spełnienie obydwu tych warunków jest bardzo trudne, a próby skonstruowania narzędzia na podstawie doświadczenia nabytego podczas konstruowania narzędzi o prostszym [np. cylindrycznym] kształcie zawodzą. Projektowanie nietypowych narzędzi można skutecznie ułatwić stosując metodę elementów skończonych, która pozwala obliczyć częstotliwości i postacie drgań własnych wielu wersji narzędzia. Metoda elementów skończonych została zastosowana do projektowania narzędzia, którego powierzchnia robocza miała kształt prostokąta o wymiarach 404 x 40 mm. Wyniki pomiarów narzędzia, które wytypowano do wykonania na podstawie analizy numerycznej metodą elementów skończonych potwierdziły celowość jej zastosowania.

EN

The natural frequency of vibrations of any tool for ultrasonic plastic welding has to coincide with that of other elements of the ultrasonic system. At the same time, the mode of vibrations should be such that the amplitude of vibrations of the tool working surface should remain uniform along its length. In the case of untypical [e. g. elongated] ultrasonic welding tools it is very difficult to meet both the above conditions; an experience gathered due to design and construction of simpler [e. g. cylindrical] tools is for such a case not enough. Designing process of untypical welding tools can be significantly facilitated when using the Finite Element Method. This method, which enables computation of natural frequencies and modes of vibrations, was used for designing of one elongated ultrasonic welding tool which had the working surface of about 404 x 40 mm. Numerical analysis referred to numerous tools equipped with different number of vertical openings and different number of resonators of different dimensions. An influence of a distance between resonators was also investigated. Experiments with the tool which construction was based on numerical analysis using the Finite Element Method proved that the use of the Finite Element Method was very promising.

Słowa kluczowe

PL

zgrzewanie ultradźwiękowe tworzyw sztucznych; narzędzia; analiza metodą elementów skończonych

EN

ultrasonic plastic welding; tools; analysis Finite Element Method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 43, nr 11
• Strony: 43--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 2 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Górczyński J.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

autor

Chodnikiewicz K.

• University of Strathclyde, Glasgow, Szkocja oraz Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji

Bibliografia

• 1. Weaver W., Timoshenko S. P., Young D. H.: Vibration Problems in Engineering. John Wiley & Sans, New York, 1990.
• 2. ABAQUS User Manual, Hibbitt, Karlsson & Sorensen Inc. 1992.