摘要：针对聚合物超声塑化过程中的超声声场分布问题,采用仿真与实验相结合的方法进行研究。基于多元高斯声束叠加理论,仿真研究聚合物超声塑化过程中的声场分布。通过自行设计制造的聚合物超声塑化检测装置,研究塑化过程中聚合物轴线处的声压分布规律。研究结果表明:实际超声声压在离工具头距离约1.5 mm处作用最强,约达1.8 MPa,其后随距离的增大而逐渐递减;在近场区,实际声压幅值不存在仿真中剧烈波动的情形,声压幅值相对稳定,在远场区,实际声压幅值接近仿真值;固态聚合物所受超声声压较大,聚合物熔融后,声压幅值降低,实际声压因受反射、透射以及衰减的影响小于仿真值。

摘要：激光透射焊接塑料技术凭借其优良的焊接性能,广泛应用于医疗、电子、汽车和包装等领域。目前工业上,为提高塑料制品的使用性能,掺杂玻璃纤维是改性塑料的一个重要方式。然而,掺杂玻璃纤维会导致塑料的透光性大幅下降,不合适的焊接工艺极易导致焊接缺陷。针对这一问题,开展激光透射焊接掺杂玻璃纤维ABS和PP塑料的工艺研究,旨在获得最佳的焊接工艺。首先,根据激光透射焊接的原理,指出焊接掺杂玻璃纤维ABS和PP塑料的工艺难题;其次,对掺杂玻璃纤维ABS和PP塑料进行初步焊接,获得适合的焊接工艺参数范围;随后,设计田口实验,提出面能量概念,综合分析工艺参数对剪切强度的影响规律。实验分析发现,提出的面能量概念能够较好地描述焊缝剪切强度与工艺参数之间的关系,此外,得出激光透射焊接掺杂玻璃纤维ABS和PP塑料的最佳面能量为0.43 J/mm^2。

摘要：为解决目前齿轮超声滚压强化因设备的限制及振动的单一性导致强化效率低、作用范围小等问题,提出了一种新的对滚式齿轮纵扭复合超声滚压系统,包括纵扭复合变幅杆及与之匹配的工具齿轮。基于理论计算的方法推导出圆锥形复合变幅杆频率方程,求得相关设计参数。在圆锥段开螺旋槽并装配齿轮,利用有限元分析方法研究纵扭复合振动、计算齿面处纵扭复合振动位移及轨迹。采用单因素变量法及有限元分析方法并引入参数扭纵振比,研究槽数、槽深、槽宽、螺旋角等不同螺旋槽参数对纵扭复合超声振动的影响规律,得到最优的参数组合,采用轻量化方法设计出工具齿轮。结果证明,纵扭复合变幅杆设计满足要求,齿轮轻量化设计并装配后得到有效纵扭复合振动。在圆锥形复合变幅杆圆锥段开槽可产生纵扭复合振动,扭转振动效果主要与螺旋槽槽数、槽深、槽宽、螺旋角等参数相关;与工具齿轮装配得到对滚式齿轮纵扭复合超声滚压系统,为新的齿轮纵扭复合超声滚压装置工作性能达成提供了技术支撑。