Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 4(107)

Постійне посилання зібрання

https://ela.kpi.ua/handle/123456789/78840

Переглянути

Перегляд Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 4(107) за Ключові слова "amplification coefficient"

Зараз показуємо 1 - 1 з 1
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Вплив галтелі на роботу ультразвукового ступінчастого трансформатора коливальної швидкості
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Мовчанюк, А. В.; Луговський, О. Ф.; Шульга, А. В.; Новосад, А. А.
    У даній роботі представлено результати чисельного дослідження впливу геометричних параметрів, зокрема радіуса галтелі, на динамічні характеристики ультразвукового ступінчастого трансформатора коливальної швидкості. Подібні трансформатори застосовуються у високочастотних електромеханічних системах для узгодження акустичних імпедансів між перетворювачем та навантаженням, а також для підвищення амплітуди механічних коливань. Моделювання здійснювалося із використанням методу скінченних елементів (FEM), який забезпечує можливість урахування просторового розподілу напружень та деформацій у робочому об’ємі трансформатора. Проведено аналіз впливу діаметра та акустичної довжини окремих ступенів трансформатора на його резонансну частоту та коефіцієнт підсилення. Встановлено, що збільшення діаметра призводить до зниження резонансної частоти, тоді як зростання радіуса галтелі спричиняє її підвищення. Отримано кількісні залежності між радіусом галтелі, коефіцієнтом трансформації та резонансною частотою, що дають змогу здійснювати наближене визначення оптимальних конструктивних параметрів. Показано, що збільшення радіуса галтелі сприяє зменшенню концентрації механічних напружень у зоні переходу між ступенями, що, у свою чергу, підвищує втомну міцність конструкції. Запропоновано емпіричну залежність для попереднього визначення радіуса галтелі, яка дозволяє забезпечити відповідність фактичної резонансної частоти розрахунковим значенням. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні та оптимізації ультразвукових підсилювальних систем і перетворювачів, що застосовуються в технологіях ультразвукового зварювання, оброблення матеріалів та модифікації поверхневих шарів.