基于谐波平衡法的超声波焊接热--力耦合分析的任务书.docx

基于谐波平衡法的超声波焊接热--力耦合分析的任务书
任务书
题目：基于谐波平衡法的超声波焊接热--力耦合分析
任务简介：
超声波焊接是一种高效、环保、可靠的金属连接方式，已被广泛应用于汽车、电子、家电等领域。超声波焊接过程中，热和力是密切相关的，对焊接质量和成形效果有着重要影响。基于谐波平衡法的超声波焊接热--力耦合分析，可以揭示焊接过程中的热--力相互作用机理，为优化焊接参数、提升焊接质量提供科学依据。
任务要求：
1.了解超声波焊接的基本原理和技术特点，熟悉谐波平衡法原理和热--力耦合分析方法；
2.搜集焊接材料的物理力学参数、热物性参数及实验数据，建立超声波焊接数值模型；
3.采用ANSYS等有限元分析软件，对焊接热--力耦合过程进行数值模拟，预测焊接温度场和应力场分布；
4.分析超声波焊接过程中的热--力相互作用机制及影响因素，探究热和力耦合作用对焊接质量的影响；
5.分析实验结果，验证数值模拟的准确性和可行性；
6.结合实验和数值模拟结果，探索超声波焊接优化控制方法，提升焊接效率和质量。
任务进度安排：
第1周：了解超声波焊接原理和谐波平衡法；
第2-3周：建立超声波焊接数值模型；
第4-5周：进行焊接热--力耦合数值模拟；
第6-7周：分析超声波焊接过程中的热--力相互作用机制及影响因素；
第8-9周：进行超声波焊接实验；
第10-11周：分析实验结果，验证数值模拟的准确性和可行性；
第12周：结合实验和数值模拟结果，探索超声波焊接的优化控制方法。
任务评估：
1.对超声波焊接原理和谐波平衡法有较为深入的了解；
2.建立了超声波焊接数值模型，能够进行焊接热--力耦合分析；
3.掌握了ANSYS等有限元分析软件，具备对焊接热--力耦合过程进行数值模拟的能力；
4.能够利用数值模拟揭示焊接过程中的热--力相互作用机理及影响因素；
5.完成了超声波焊接实验，并对实验结果进行了分析和评估；
6.提出了超声波焊接优化控制方法，具备优化焊接效率和质量的能力。
参考文献：
1.黄建国.超声波焊接原理与应用[M].上海:上海科学技术出版社,2016.
2.徐俊.超声波焊接中的热与塑性力耦合问题的研究[D].汕头大学,2014.
3.张晔.超声波焊接过程的数值模拟及其热机械耦合分析[D].吉林大学,2017.
4.许志华,陈雪,谭建新.基于ANSYS的超声波焊接热机械模拟分析[J].机械工程材料,2017,41(7):94-96.
5.冯云慧,刘平,张跃飞.超声波焊接热机械耦合模拟分析[J].焊管,2014(03):29-31.