SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA SỐ LƯỢNG RÃNH LÊN HIỆU SUẤT LÀM VIỆC  CỦA ĐẦU HÀN DẠNG KHỐI SỬ DỤNG TRONG HÀN SIÊU ÂM NHỰA

Đặng Anh Tuấn; Nguyễn Thị Bích Ngọc; Nguyễn Ngọc Thiệu; Nguyễn Đình Ngọc

doi:10.34238/tnu-jst.11543

SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA SỐ LƯỢNG RÃNH LÊN HIỆU SUẤT LÀM VIỆC CỦA ĐẦU HÀN DẠNG KHỐI SỬ DỤNG TRONG HÀN SIÊU ÂM NHỰA

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 12/11/24 Ngày hoàn thiện: 03/12/24 Ngày đăng: 03/12/24

Các tác giả

1. Đặng Anh Tuấn, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
2. Nguyễn Thị Bích Ngọc, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
3. Nguyễn Ngọc Thiệu, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
4. Nguyễn Đình Ngọc , Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Đầu hàn là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống hàn siêu âm nhựa. Các đặc điểm thiết kế của nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng mối hàn. Nghiên cứu này nhằm mục đích phân tích sự ảnh hưởng của số lượng rãnh trên hai phương của đầu hàn dạng khối lên hiệu suất làm việc. Hai kỹ thuật phân tích được sử dụng là phân tích phương thức và sóng hài. Phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng như một công cụ để thực hiện hai bước phân tích nêu trên. Kết quả cho thấy rằng, dưới ảnh hưởng trực tiếp của hiệu ứng Poisson, việc sử dụng các rãnh dọc trục có tác dụng cải thiện đáng kể độ đồng đều chuyển vị trên biên dạng làm việc và làm giảm ứng suất lớn nhất phát sinh trong đầu hàn. Đặc biệt, số lượng rãnh cũng có ảnh hưởng trực tiếp tới độ đồng đều biên dạng, khoảng cách về độ phân tách tần số và ứng suất lớn nhất phát sinh. Kết quả nghiên cứu của bài báo này có thể coi là những kết quả quan trọng đầu tiên, nhằm định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo về việc phát triển các phương pháp tối ưu đầu hàn dạng khối có biên dạng làm việc phức tạp ứng dụng trong công nghiệp.

Từ khóa

Hàn siêu âm; Thiết kế đầu hàn; Đầu hàn dạng khối; Độ đồng đều chuyển vị; Phương pháp phần tử hữu hạn

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] M. R. Rani and R. Rudramoorthy, “Computational modeling and experimental studies of the dynamic performance of ultrasonic horn profiles used in plastic welding,” Ultrasonics, vol. 53, no. 3, pp. 763-772, 2013.

[2] T. H. Nguyen, Q. T. Quang, C. L. Tran, and H. L. Nguyen, “Investigation the Amplitude Uniformity on the Surface of the Wide-Blade Ultrasonic Plastic Welding Horn,” IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 2, pp. 241-247, 2017.

[3] J. Lin and S. Lin, “Study on a Large-Scale Three-Dimensional Ultrasonic Plastic Welding Vibration System Based on a Quasi-Periodic Phononic Crystal Structure,” Crystals, vol. 10, no. 01, 2020, doi: 10.3390/cryst10010021.

[4] A. Mehran and B. Arezoo, “Optimal design and experimental validation of ultrasonic wide blade horn,” Applied Acoustics, vol. 182, 2021, doi: 10.1016/j.apacoust.2021.108254.

[5] M. Hahn, Y. Cho, G. Jang, and B. Kim, “Optimal Design and Experimental Verification of Ultrasonic Cutting Horn for Ceramic Composite Material,” Applied Sciences, vol. 11, no. 4, 2021, doi: 10.3390/app11041954.

[6] M. R. Rani, K. Prakasan, and R. Rudramoorthy, “Studies on thermo-elastic heating of horns used in ultrasonic plastic welding,” Ultrasonics, vol. 55, pp. 123-132, 2015.

[7] A. Cardoni and M. Lucas, “Enhanced vibration performance of ultrasonic block horns,” Ultrasonics, vol. 40, no. 1-8, pp. 365-369, 2002, doi: 10.1016/S0041-624X(02)00123-3.

[8] B. C. Behera, L. N. Patra, M. P. Rout, and K. K. Kanaujia, “Finite Element Analysis of Ultrasonic Stepped Horn,” 5th International Conference on Advances in Mechanical Engineering, June 2011, pp. 60-64, doi: 10.13140/RG.2.1.2065.3209.

[9] D. A. Wang, W. Y. Chuang, K. Hsu, and H. T. Pham, “Design of a Bezier-profile horn for high displacement amplification,” Ultrasonics, vol. 51, no. 2, pp. 148-156, 2011.

[10] V. V. L. Kothuru, V. S. Sistla, I. H. Mohammed, and A. Jagana, “Design and Numerical Analysis of Rectangular Sonotrode for Ultrasonic Welding,” Trends Sci., vol. 19, no. 11, pp. 4215-4230, 2022.

[11] M. Lucas and A. C. Smith, “Redesign of Ultrasonic Block Horns for Improved Vibration Performance,” ASME. J. Vib. Acoust, vol. 119, no. 3, pp. 410-414, 1997.

[12] R. D. Kumar, M. R. Rani, and E. Elangovan, “Block horn design and analysis for ultrasonic plastic welding,” Journal of Manufacturing Engineering, vol. 9, no. 2, pp. 082-087, 2014.

[13] A. Sarraf, Z. Siza, and M. M. Saeed, “Design and Analysis of Slotted Block Horn Used For Ultrasonic Power Applications,” Journal of Southwest Jiaotong University, vol. 54, no. 5, pp. 245-255, 2019.

[14] A. Kumarasamy and E. Sooriyamoorthy, “Design and optimization of slotted block horn utilized in ultrasonic insertion process through RSM-FEA-GA integration technique,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, vol. 237, no. 6, pp. 2429-2439, 2021.

[15] N. K. Ngo, V. C. Nguyen, T. B. N. Nguyen, D. N. Nguyen, and T. H. Nguyen, “Preliminary Results for Optimal Design of the Horn with Complex Welding Profiles in Ultrasonic Welding,” Advances in Engineering Research and Application. ICERA2023. Lecture Notes in Networks and Systems, vol. 944, 2024, doi: 10.1007/978-3-031-62235-9_34.

[16] Z. T. Abdullah and Z. S. Abdullah, “Design Optimization of Two Diagonal Slotted Block Horn for Ultrasonic Plastic Welding,” International Journal of Advanced Research in Engineering Innovation, vol. 4, no. 4, pp. 70-83, 2023.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11543

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ