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微注射成型超声塑化中黏弹性生热效应 被引量:6
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作者 贾云龙 蒋炳炎 +2 位作者 彭华建 张胜 刘小超 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2976-2983,共8页
考虑超声衰减,基于广义Maxwell力学模型建立超声塑化聚合物黏弹性生热数学模型,通过数值计算研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)黏弹性生热规律和生热过程温度场分布,结合超声塑化PMMA形态演变实验分析黏弹性生热效应在聚合物由玻璃态到黏流... 考虑超声衰减,基于广义Maxwell力学模型建立超声塑化聚合物黏弹性生热数学模型,通过数值计算研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)黏弹性生热规律和生热过程温度场分布,结合超声塑化PMMA形态演变实验分析黏弹性生热效应在聚合物由玻璃态到黏流态转变中的作用。研究结果表明:聚合物的温度是影响黏弹性生热的重要因素,PMMA的黏弹性生热效应在105~150℃之间作用明显;塑化样品由玻璃态到黏流态的转变过程温度场分布不均,靠近工具头端面和塑化腔壁处先于其他部分达到黏流温度;超声作用初始阶段摩擦生热作用明显,颗粒界面消失后黏弹性生热起主要作用。 展开更多
关键词 微注射成型 超声塑化 广义Maxwell模型 黏弹性生热效应
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超声塑化非晶聚合物颗粒界面摩擦生热的仿真研究 被引量:1
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作者 李霞 田海港 +1 位作者 董亚东 张三川 《中国塑料》 CSCD 北大核心 2017年第8期88-93,共6页
为分析超声塑化非晶聚合物颗粒的界面摩擦生热过程和超声塑化参数对界面摩擦生热速率的影响,利用LS-DYNA程序和Ansys仿真模拟了界面摩擦生热过程。结果表明,超声频率、超声振幅和塑化压力的增加可显著提高聚合物颗粒的界面摩擦生热速率... 为分析超声塑化非晶聚合物颗粒的界面摩擦生热过程和超声塑化参数对界面摩擦生热速率的影响,利用LS-DYNA程序和Ansys仿真模拟了界面摩擦生热过程。结果表明,超声频率、超声振幅和塑化压力的增加可显著提高聚合物颗粒的界面摩擦生热速率,其中超声振幅对界面摩擦生热速率的影响更显著;当超声振幅为20μm,超声频率为30kHz,塑化压力为0.8kN时,在0.05278s内聚合物局部温度升高到224.5℃,生热速率达到3874.5℃/s,得到界面摩擦生热是瞬态过程。 展开更多
关键词 超声塑化 界面摩擦生热速率 塑化参数 仿真模拟
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料筒温度对超声塑化微制件充填质量的影响 被引量:2
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作者 蒋炳炎 张英平 +3 位作者 齐鹏程 邹洋 魏国猛 吴旺青 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2969-2977,共9页
为研究料筒温度对超声塑化微制件充填质量的影响,采用瞬态热分析法研究不同料筒温度下超声塑化过程聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)温度场升温特性,并结合单因素实验法研究料筒温度对超声塑化微拉伸试验件充填率、充填长度、溢料现象的影响规律... 为研究料筒温度对超声塑化微制件充填质量的影响,采用瞬态热分析法研究不同料筒温度下超声塑化过程聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)温度场升温特性,并结合单因素实验法研究料筒温度对超声塑化微拉伸试验件充填率、充填长度、溢料现象的影响规律。研究结果表明:提高料筒温度可明显缩短聚合物达到黏流温度所需的时间,提高聚合物熔体的最高温度,从而提高超声塑化微制件充填质量;当料筒温度为100℃时,聚合物颗粒完全熔融,制件充填率提高12.20%,制件长度提高16.00%,无明显烧焦及溢料现象;当料筒温度提高至180℃时,充填质量出现小幅度下降,制件出现烧黑与溢料现象。 展开更多
关键词 超声塑化 料筒温度 微注射成型 充填质量
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超声塑化工艺参数对聚合物熔体流动性能的影响 被引量:1
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作者 蒋炳炎 刘弢 +3 位作者 吴旺青 张英平 邹洋 周啸天 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2939-2945,共7页
为了测试超声塑化的聚合物熔体流动性能,采用自行研制的阿基米德螺旋模具进行超声塑化微注射成型充填实验,通过充填长度表征聚合物的流动性能。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,无定型)、聚丙烯(PP,半结晶型)、聚酰胺66(PA66,结晶型)这3种不同... 为了测试超声塑化的聚合物熔体流动性能,采用自行研制的阿基米德螺旋模具进行超声塑化微注射成型充填实验,通过充填长度表征聚合物的流动性能。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,无定型)、聚丙烯(PP,半结晶型)、聚酰胺66(PA66,结晶型)这3种不同类型的聚合物为对象,采用单因素实验法分别研究超声振幅、塑化时间、塑化压力、保压时间、保压压力、模芯温度等关键工艺参数对聚合物充填长度的影响规律。研究结果表明:提高超声振幅、延长塑化时间、增大塑化压力、提高模芯温度均能显著提高聚合物的流动性能,在相同条件下,这3种聚合物的充填长度L关系为LPA66>LPP>LPMMA;当保压时间从2s提高到6s时,这3种聚合物充填长度分别提高24.3%,21.1%和24.1%;充填长度与保压压力呈线性增长关系。研究结果可为建立超声塑化的聚合物流动性测试标准提供参考。 展开更多
关键词 超声塑化 微注射成型 聚合物 流动性
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换能器结构参数对聚合物超声塑化黏弹生热的影响
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作者 李霞 高照 +1 位作者 刘本学 张三川 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期20-27,共8页
为研究超声换能器结构参数对聚合物超声塑化过程黏弹性生热的影响,首先确定超声黏弹性生热系统的组成,进行纵振超声换能器结构设计;然后分析超声黏弹性生热过程及超声黏弹性生热原理;最后采用单一变量法分析超声换能器的主要结构参数对... 为研究超声换能器结构参数对聚合物超声塑化过程黏弹性生热的影响,首先确定超声黏弹性生热系统的组成,进行纵振超声换能器结构设计;然后分析超声黏弹性生热过程及超声黏弹性生热原理;最后采用单一变量法分析超声换能器的主要结构参数对其纵振频率及工具头前端质点最大振幅的影响,将其实际输出的纵振激励加载于熔融聚合物,研究其结构参数对聚合物超声黏弹性生热过程及达到聚合物玻璃化转变温度所用时间的影响。结果表明,随纵振激励作用时间的增加,聚合物温度非线性升高;放大比对聚合物温度变化影响最大,前盖板厚度和工具头长度次之,影响最小的是变幅杆长度。 展开更多
关键词 超声换能器 超声塑化 纵振激励 黏弹性生热 玻璃化转变温度
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超声塑化微注射成型技术研究现状及展望
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作者 金胜祥 赵南阳 +3 位作者 许忠斌 叶如清 林增荣 胡高峰 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期168-174,共7页
简述了超声塑化中界面摩擦生热、黏弹性生热和空化效应3种生热机理及其研究现状,从超声塑化微注射成型(UPMIM)工艺参数的影响效果和成品性能的影响因素两个角度分析概括了UPMIM工艺的研究现状。介绍了现有UPMIM装置的结构及加工步骤,概... 简述了超声塑化中界面摩擦生热、黏弹性生热和空化效应3种生热机理及其研究现状,从超声塑化微注射成型(UPMIM)工艺参数的影响效果和成品性能的影响因素两个角度分析概括了UPMIM工艺的研究现状。介绍了现有UPMIM装置的结构及加工步骤,概括了UPMIM在精密药物输送装置、智能定制植入物和微流控设备等领域的应用研究现状,指出了UPMIM技术大规模工业化生产应用所具有的技术优势和面临的诸多技术挑战,对UPMIM未来的主要研究方向与应用领域进行了总结与展望。 展开更多
关键词 微注射成型 超声塑化 生热机理 工艺研究 精密加工
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超声功率对聚合物超声熔融塑化的影响 被引量:1
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作者 蒋炳炎 齐鹏程 +2 位作者 张胜 吴旺青 邹洋 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3224-3230,共7页
针对超声塑化过程塑化速率、塑化质量与超声功率密切相关的问题,利用自行开发的聚合物超声塑化实验装置,选择聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)和尼龙66(PA66)这3种高聚物材料为研究对象,进行超声功率影响因素实验、超声塑化过程形态... 针对超声塑化过程塑化速率、塑化质量与超声功率密切相关的问题,利用自行开发的聚合物超声塑化实验装置,选择聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)和尼龙66(PA66)这3种高聚物材料为研究对象,进行超声功率影响因素实验、超声塑化过程形态演变实验和超声塑化速率影响因素实验研究。研究结果表明:超声功率随工具头压力的增大呈近似于正比例增大,且聚合物样品声阻抗越大,超声功率增大幅度越大;超声功率在超声塑化初始阶段急剧上升,达到最高点后小幅度下降,且结晶性的PA66超声功率下降最慢,最后在聚合物样品完全熔融时达到稳定;超声塑化速率随超声功率的增大而增大。 展开更多
关键词 微注射成型 超声塑化 超声功率
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超声塑化注射系统环形间隙的设计与仿真 被引量:1
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作者 李霞 田海港 +1 位作者 张伟伟 张三川 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第15期1884-1889,共6页
为获得较优的超声塑化注射系统环形间隙,首先进行超声工具头与塑化腔环形间隙的理论研究,获得环形间隙泄漏量和超声工具头摩擦力的理论公式;然后建立超声工具头与塑化腔环形间隙的有限元模型,利用ANSYS CFX模块研究环形间隙的泄漏量和... 为获得较优的超声塑化注射系统环形间隙,首先进行超声工具头与塑化腔环形间隙的理论研究,获得环形间隙泄漏量和超声工具头摩擦力的理论公式;然后建立超声工具头与塑化腔环形间隙的有限元模型,利用ANSYS CFX模块研究环形间隙的泄漏量和工具头摩擦力的理论值和仿真值并进行比较,分析环形间隙大小与入口总压力对泄漏量和工具头摩擦力的影响规律。研究结果表明,当超声工具头与塑化腔之间的环形间隙为0.1~0.15mm、入口总压力为10~20MPa时,环形间隙的泄漏量和工具头摩擦力都较小。 展开更多
关键词 超声塑化 环形间隙 泄漏量 工具头摩擦力
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超声塑料焊接工具横向振动及开槽的研究 被引量:18
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作者 林书玉 张福成 《声学技术》 CSCD 1992年第4期24-28,共5页
本文利用耦合振动理论研究了大尺寸超声塑料焊接工具的三维振动,推出了决定工具谐振频率与其材料及尺寸之间关系的频率方程。还研究了工具的横向振动与开槽之间的关系,从理论上得出了决定工具开槽位置的数学表达式,在某种程度上解决... 本文利用耦合振动理论研究了大尺寸超声塑料焊接工具的三维振动,推出了决定工具谐振频率与其材料及尺寸之间关系的频率方程。还研究了工具的横向振动与开槽之间的关系,从理论上得出了决定工具开槽位置的数学表达式,在某种程度上解决了大尺寸工具的开槽问题。实验表明,大尺寸工具的设计频率与测量值基本符合,开槽大大地改善了工具辐射面上的位移分布的均匀程度。 展开更多
关键词 焊接 工具 振动 开槽 塑料
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塑料超声波焊接及其用于聚合物MEMS器件键合的研究进展 被引量:12
10
作者 张宗波 罗怡 +1 位作者 王晓东 王立鼎 《焊接》 北大核心 2008年第8期9-15,共7页
为了解决当前聚合物MEMS器件键合技术中存在的问题,将塑料超声波焊接技术引入聚合物微器件键合领域,从而形成了一种新的MEMS键合工艺——超声波键合。目前广泛应用于聚合物加工的塑料超声波焊接技术具有不需要焊剂和外部热源、对焊件破... 为了解决当前聚合物MEMS器件键合技术中存在的问题,将塑料超声波焊接技术引入聚合物微器件键合领域,从而形成了一种新的MEMS键合工艺——超声波键合。目前广泛应用于聚合物加工的塑料超声波焊接技术具有不需要焊剂和外部热源、对焊件破坏轻、焊接时间短、焊接影响区域小等优点,超声波聚合物MEMS器件键合是塑料超声波焊接技术从宏观器件到微观器件的一次应用范围上的拓宽。简述了塑料超声波焊接和MEMS器件超声波键合技术的国内外研究发展现状。采用MEMS加工工艺制作了带有键合接头的PMMA微流控芯片,并利用超声波塑料焊接机实现了高强度密封键合试验。然而,与宏观器件的焊接相比超声波MEMS键合存在着因结构微型化而产生的特殊技术问题,文章对这些问题进行了讨论。 展开更多
关键词 塑料超声波焊接 超声波键合 微流控芯片 聚合物微器件
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超声波塑料焊机的能量控制模式 被引量:8
11
作者 杨士勤 阎久春 +2 位作者 田修波 王小峰 蔡七雄 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期118-123,共6页
本文介绍了超声波塑料焊机的一种新型的能量控制模式,该模式利用微机控制系统检测输入换能器的有用电功率,并以此柔性控制焊接时间,从而使焊接质量对气压、电压等波动的敏感性变弱,质量的稳定性提高。
关键词 超声波塑料焊机 能量控制 质量控制
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超声波塑料焊机发生器研制的若干问题 被引量:7
12
作者 田修波 阎久春 +1 位作者 蔡七雄 杨士勤 《声学技术》 CSCD 1994年第2期69-74,共6页
本文从超声波塑料焊工艺特点和换能器特性出发,对发生器应具备的功能、技术关键进行了分析和研究。根据实际研究中出现的问题,设计了较为完善的频率自动跟踪电路,并对焊机的功率自动调节、电路匹配等技术关键进行了实验研究和探讨分析。
关键词 超声波应用 塑料焊机 发生器
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SIMULATION ON HEATING PROCESS IN ULTRASONIC WELDING OF PLASTICS 被引量:10
13
作者 S. Q. Yang Z. Dong J. C. Yan and J. B. Ju( National Key Laboratory of Advanced Welding Production Technology, HIT, Harbin 150001, China) 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 2000年第1期80-83,共4页
The energy conversion during ultrasonic plastic welding is analyzed on the basis of the theory of vis- coelastic mechanics,.The temperature field and the temperature change of the ABS specimen with ener- gy direc... The energy conversion during ultrasonic plastic welding is analyzed on the basis of the theory of vis- coelastic mechanics,.The temperature field and the temperature change of the ABS specimen with ener- gy director during ultrasonic welding is simulated with finite element method(FEM). In the simu- lation process,the melting of the energy energy is also considered. The calculation results are in good agreement with the temperature measurement results, which proves that the simulation results are reli- able. 展开更多
关键词 ultrasonic plastic welding finite element method temperature field
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超声波塑料焊接件连接形式的研究 被引量:6
14
作者 梁延德 刘川 《新技术新工艺》 北大核心 2003年第11期29-31,共3页
通过对超声波塑料焊接的有限元和试验分析,指出了采用平板层叠焊接时产生应力集中的区域和产生原因,并提出了避免应力集中的措施。采用导能筋是一种比较好的解决办法。用PVC材料进行焊接试验,方差分析结果说明导能筋角度对焊接质量的影... 通过对超声波塑料焊接的有限元和试验分析,指出了采用平板层叠焊接时产生应力集中的区域和产生原因,并提出了避免应力集中的措施。采用导能筋是一种比较好的解决办法。用PVC材料进行焊接试验,方差分析结果说明导能筋角度对焊接质量的影响显著,并找到了能够满足强度的焊接PVC材料时的合适的导能筋角度。 展开更多
关键词 超声波塑料焊接 有限元分析 导能筋 角度 方差分析
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超声波塑料焊接机的振动系统设计 被引量:7
15
作者 陆晓燕 《装备制造技术》 2010年第4期58-60,共3页
就超声波塑料焊接机的振动系统进行设计和计算,并用PRO-E三维软件绘出三维模型,最后进行频率分析,为超声振动系统提供了有用的设计方法。
关键词 超声波 塑料焊接机 超声换能器 变幅杆
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压力可变的超声波塑料焊机 被引量:4
16
作者 田修波 杨士勤 +1 位作者 阎久春 董震 《电焊机》 1999年第12期14-17,共4页
对超声波塑料焊接过程进行了分析 ,发现在焊接接头经历熔化开始、铺展、熔融层形成、熔融物挤出及接头凝固不同阶段中 ,压力的作用也不尽相同。传统焊机的压力不变模式使得焊接工艺很难优化。为此本文利用VEP3 1 2压力控制型电气比例阀... 对超声波塑料焊接过程进行了分析 ,发现在焊接接头经历熔化开始、铺展、熔融层形成、熔融物挤出及接头凝固不同阶段中 ,压力的作用也不尽相同。传统焊机的压力不变模式使得焊接工艺很难优化。为此本文利用VEP3 1 2压力控制型电气比例阀在能量模式控制的超声焊机基础上 ,首次实现了压力在焊接过程中的可变调节 ,使得焊机能够优化焊接压力 ,从而为接头质量优化奠定了硬件基础。 展开更多
关键词 超声波塑料焊机 焊接压力 压力可变
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大尺寸圆柱形超声塑焊开槽焊头的设计 被引量:6
17
作者 梁召峰 周光平 +1 位作者 莫喜平 张亦慧 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期617-621,共5页
提出一种大尺寸圆柱形超声塑焊开槽焊头的设计方法,并用有限元软件对其正确性进行验证。该方法通过将圆柱形开槽焊头和大尺寸圆柱形半波振子作比较,利用等效机械阻抗的概念求出焊头的频率方程,其间利用表观弹性法计及横向振动对焊头的... 提出一种大尺寸圆柱形超声塑焊开槽焊头的设计方法,并用有限元软件对其正确性进行验证。该方法通过将圆柱形开槽焊头和大尺寸圆柱形半波振子作比较,利用等效机械阻抗的概念求出焊头的频率方程,其间利用表观弹性法计及横向振动对焊头的影响。此外利用该方程研究开槽数、槽宽度以及槽长度等因素对焊头振动特性的影响。按此方法设计几组大尺寸圆柱形开槽焊头,并用有限元软件对其进行模态分析,结果表明焊头谐振频率的仿真值和理论值符合地很好。 展开更多
关键词 圆柱形焊头 超声塑料焊接 开槽 频率方程 耦合振动
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基于二维声子晶体结构的大尺寸超声塑料焊接系统 被引量:6
18
作者 王莎 林书玉 段祎林 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第5期811-816,共6页
在大尺寸的圆柱形超声塑料焊接系统的工具头上加工周期性槽,形成一种二维声子晶体结构。对基于二维声子晶体结构的圆柱形工具头进行了声子晶体的带隙分析,并对优化设计后的该超声塑料焊接系统进行数值模拟。探讨了开槽前后超声塑料焊接... 在大尺寸的圆柱形超声塑料焊接系统的工具头上加工周期性槽,形成一种二维声子晶体结构。对基于二维声子晶体结构的圆柱形工具头进行了声子晶体的带隙分析,并对优化设计后的该超声塑料焊接系统进行数值模拟。探讨了开槽前后超声塑料焊接系统振型的变化以及工具头输出端面纵振动的位移分布。研究结果表明,二维声子晶体结构能有效地抑制横向振动,增强纵向振动,并均匀输出端面的振幅,可以实现对超声塑料焊接系统的优化设计。 展开更多
关键词 声子晶体 超声塑料焊接系统 横向振动 耦合振动
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超声焊塑机电源及其频率自适应控制系统 被引量:3
19
作者 方少元 梁剑 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期53-57,共5页
介绍超声焊塑机中开关电源及其频率自适应控制系统的原理和实现,通过调试使用证明控制系统使开关电源的频率与换能器频率能很好匹配。提高了焊接效果。所设计的微机控制系统是可行的。
关键词 超声焊塑 开关电源 频率 自适应控制系统
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具有开槽结构的大尺寸立方形超声塑料焊接焊头的设计 被引量:5
20
作者 梁召峰 周光平 +1 位作者 莫喜平 李正中 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期200-204,共5页
提出一种具有开槽结构的大尺寸立方形超声塑料焊接焊头的设计方法,并对其进行了实验验证.首先通过合理开槽将大尺寸立方形焊头划分为若干单元,然后将各焊头单元和立方形半波振子比较,利用等效机械阻抗的概念得出焊头单元的频率方程,其... 提出一种具有开槽结构的大尺寸立方形超声塑料焊接焊头的设计方法,并对其进行了实验验证.首先通过合理开槽将大尺寸立方形焊头划分为若干单元,然后将各焊头单元和立方形半波振子比较,利用等效机械阻抗的概念得出焊头单元的频率方程,其间考虑了耦合振动的影响.最后利用该方程研究了开槽数、槽宽度以及槽长度等因素对焊头振动特性的影响.按此方法设计加工了几组具有开槽结构的大尺寸立方形焊头,结果表明焊头谐振频率的实测值和理论值吻合得很好. 展开更多
关键词 立方形焊头 超声塑料焊接 开槽 频率方程 耦合振动
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