finite elements simulation
در نشریات گروه مکانیک-
در پژوهش حاضر از روش شبیه سازی اجزاء محدود و آزمون های تجربی برای طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد یک مجموعه رادیاتور ارتعاشی فراصوتی توان بالا بهره گرفته شده است. دو هدف اصلی در طراحی دستیابی به فرکانس تشدید نامی 20 کیلوهرتز در شکل مود ارتعاش طولی مجموعه ترنسدیوسر و بوستر و شکل مود خمشی صفحه رادیاتور و دور نمودن شکل مودهای مزاحم از محدوده فرکانسی شکل مود اصلی است. پس از طراحی و ساخت نمونه براساس نتایج شبیه سازی، آزمون های تجربی تحلیل مودال، آزمون ضربه و تحلیل امپدانسی برای ارزیابی مشخصات عملکردی مجموعه رادیاتور ارتعاشی فراصوت انجام گرفت. جهت صحت سنجی، نتایج شبیه سازی شامل فرکانس تشدید و موقعیت گره و شکم ارتعاشی با نتایج آزمون تجربی مقایسه شدند. نتایج آزمون های تجربی تعیین فرکانس تشدید و مقایسه آن با نتایج شبیه سازی (خطای کمتر از 0.5 درصد)، بیانگر دقت پیش بینی نتایج و تطابق فرکانس تشدید با مقدار نامی طراحی شده است. همچنین شکل مودهای مزاحم با فاصله قابل قبولی از شکل مود اصلی خمشی رادیاتور قرار داشتند. در نهایت نتایج آزمون اندازه گیری دامنه ارتعاشی بیانگر تطابق موقعیت نقاط گره و شکم ارتعاشی در آزمون تجربی با مقادیر شبیه سازی اجزاء محدود می باشد.
کلید واژگان: رادیاتور فراصوتی، ارتعاشات فراصوتی، شبیه سازی اجزاء محدود، فرکانس رزونانس، دامنه ارتعاشاتIn the current research, finite element simulation and experimental tests have been used to design, manufacture and evaluate the performance of a high-power ultrasonic radiator. The two main goals in the design are to achieve a nominal resonance frequency of 20 kHz in longitudinal mode shape of the transducer and booster assembly and the flexural mode shape of the radiator plate and to remove the disturbing modes from the frequency range of the main mode shape. After designing and manufacturing the sample based on the simulation results, experimental tests of modal analysis, impact test and impedance analysis were performed to evaluate the performance characteristics of the ultrasonic radiator. In order to verify the accuracy, the simulation results, including the resonance frequency and position of the node and anti-node, were compared with the experimental test results. The results of the experimental tests to determine the resonance frequency and compare it with the simulation results (error less than 0.5%), indicate the accuracy of the prediction of the results and the matching of the resonance frequency with the designed nominal value. Also, the disturbing mode shapes were at an acceptable distance from the main flexural mode shape of the radiator. Finally, the vibration amplitude measurement test results show that the position of the node and anti-node points in the experimental test match with the finite element simulation results.
Keywords: Ultrasonic radiator, Ultrasonic vibrations, Finite Elements Simulation, Resonance frequency, Vibration Amplitude -
نشریه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک، سال نهم شماره 2 (تابستان 1395)، صص 381 -390جهت شکل دهی قطعات بدون اثر گذاری سنبه بر روی آنها از نیروی الکترومغناطیس که یکی روش های شکل دهی سریع می باشد، استفاده می شود. استفاده از این نیرو باعث می شود که قطعات شکل دهی داده شده دارای کمترین برگشت فنری و پارگی را داشته باشند و به علت عدم اثر گذاری هزینه های ساخت تجهیزات مانند ساخت سنبه کاهش می یابد. در این مقاله از نیروی الکترومغناطیس جهت شکل دهی ورق های آلومینیوم به شکل وی شکل استفاده شده است. در شکل دهی الکترومغناطیس سیم پیچ ها رابط بین دستگاه و قطعه کار می باشند. به همین جهت در این مقاله به بررسی تعداد دور و ولتاژ دستگاه در 10 سطح پرداخته شده است. با توجه به نتایج بدست آمده و تحلیل آنها با استفاده از روش اماری فاکتوریل کامل، نشان داده شد که بهترین حالت شکل دهی در ولتاژ 1500 ولت و سیم پیچ 35 دور می باشد که دلیل آن ولتاژ بالای دستگاه جهت ایجاد یک شدت جریان آنی و تعداد دور مناسب جهت انتقال کامل نیرو به قطعه کار می باشد. بطوریکه با افزایش تعداد دور به 40 دور میزان شکل دهی به مقدار 34/3 درصد کاهش یافته است.کلید واژگان: شکل دهی الکترومغناطیس، شکل دهی وی شکل، شبیه سازی المان محدود، روش آماری فاکتوریلJournal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering, Volume:9 Issue: 2, 2016, PP 381 -390Electromagnetic power, which is one of the fast ways for forming, is used for forming workpieces without having any effect on them. Using it causes the workpieces to reach the minimum back spring and tear; consequently building the equipment like pistons will cost less than before. Electromagnetic power is used for forming Aluminium sheets into V shapes in this study. As the coils connect the machine and the workpieces, the number of rounds and the voltage in 10 levels will be discussed in this study. Considering the results and analysis that have been reached, the best forming occurs in the voltage of 1500 and 35 rounds. Because the machine creates a high ampere and a proper amount of rounds in this voltage in order to transfer the whole power to the workpiece. As the rounds increase to 40, the forming will decrease up to 34/3 percentKeywords: Electromagnetic Forming, V Shape Forming, Finite elements Simulation, Factorial Statistical method
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.