新型双主轴搅拌摩擦焊设备结构可靠性研究
陈政1
赵升吨2
王峰1
马涛1
张鹏3
1.物华能源科技有限公司,陕西 西安 7100612.西安交通大学机械工程学院,陕西 西安 7100493.西安科技大学机械工程学院,陕西 西安 710054
摘要：为了实现厚板铝合金等轻量化板材的高效高可靠连接,双主轴搅拌摩擦焊技术应运而生,但是目前适用于双主轴搅拌摩擦焊接的设备并不成熟.针对双主轴搅拌摩擦焊技术,设计了一种新型双主轴搅拌摩擦焊设备,利用ANSYS Workbench软件对所设计设备的机身和主轴进行了静力学分析,校核了机身和主轴的刚度与强度,并通过模态分析研究了设备的振动响应特性,验证了设备的结构可靠性.结果表明:在额定工况下,机身最大形变量0.55 mm,主轴安装位置形变量约0.20 mm;主轴最大形变量1.73 μm,最大应变1.97×10-4,最大应力20.64 MPa.机身以及主轴的强度与刚度均满足双主轴搅拌摩擦焊连接工艺需求.主轴安装位置和丝杠等重要位置最大应力约 20 MPa,远小于机身材料的许用应力.机身的1 阶固有频率为53.58 Hz,主轴的1 阶固有频率为3 387.0 Hz,避开了电机的工作频率,设备工作过程中振动稳定,不会发生共振现象.
关键词：双主轴搅拌摩擦焊塑性连接交流伺服ANSYS Workbench静力学分析模态分析
分类号：TG439.8(焊接、金属切割及金属粘接)
资助基金：国家自然科学基金(51675414)陕西省自然科学基础研究计划项目(2024JC-YBQN-0505)
论文发表日期：2024-05-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 24-31 )
英文信息