مدل‌سازي عددي و بهينه ابزار غلتكي جوشكاري پيوسته مواد گرمانرم توسط امواج فراصوتي

جوشكاري فراصوتي يك روش نوين و اقتصادي براي اتصال قطعات مجنس و غير همجنس به ‌ويژه قطعات از جنس مواد گرمانرم مانند پلاستيك و منسوجات در توليد انبوه و با كيفيت است. انتقال‌دهنده و ابزار از اجزاي اصلي سيستم جوشكاري فراصوتي هستند كه علاوه بر انتقال امواج و تمركز مناسب انرژي، فشار لازم براي نگهداري سطوح اتصال ذوب‌شده به‌منظور تشكيل جوش را تأمين مي‌كنند. هدف از مدل‌سازي انتقال دهنده و ابزار، بهينه سازي شكل آن به منظور دستيابي به بهترين شرايط جوشكاري است. در اين پژوهش طراحي و مدل‌سازي انتقال دهنده و ابزار غلتكي جوشكاري پيوسته با استفاده از روش عددي اجزا محدود توسط نرم‌افزار ABAQUS 6.12 انجام شده است. مقدار فركانس طبيعي و شكل مود و ساير پارامترهاي طراحي و رفتار مجموعه در حين اعمال نوسانات براي 4 نوع انتقال دهنده مختلف شامل نوع مخروطي شياردار، پله‌اي‌ شياردار، پله‌اي بدون شيار و نوع زنگوله‌اي شبيه‌سازي شده است. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد كه انتقال دهنده پله‌اي بدون شيار بيشترين ضريب تقويت را دارد ليكن توزيع جابجايي شعاعي در انتقال دهنده هاي مخروطي و پله‌اي‌ نوع شيار دار نسبت به ساير انتقال دهنده ها غير يكنواخت‌تر مي‌باشد. همچنين در انتقال دهنده نوع پله‌اي بدون شيار و زنگوله‌اي بازده تبديل نوسانات طولي به شعاعي بالاتر و توزيع جابجاي شعاعي به صورت يكنواخت‌تر مي‌باشد كه در نتيجه شرايط طراحي بهينه را بهتر تامين نموده است.