Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1392
12
1
gregorian
2014
3
1
13
14
online
1
fulltext
fa
بررسی تحلیلی و شبیه سازی المان محدود متمرکزکننده نمایی با سطح مقطع مستطیل شکل: بکارگیری در فرآیند سنگ زنی به همراه آلتراسونیک
Analytical modeling and finite element simulation of exponential horns with rectangular cross-section: Application on ultrasonic assisted grinding
امروزه تکنولوژی آلتراسونیک در بسیاری از فرآیندهای صنعتی از جمله فرآیندهای ماشینکاری مواد سخت و شکننده، جوشکاری پلاستیکها، برش و دوخت منسوجات و هموژنسازی مواد مورد استفاده قرار می¬گیرد. در یک سیستم آلتراسونیک، متمرکزکننده، انرژی ارتعاشی ترانسدیوسر آلتراسونیک را به محل مورد کاربرد انتقال داده و دامنه نوسانات را تقویت می¬کند. بسته به کاربرد و شرایط کارکرد صنعتی، لازم است متمرکزکننده¬ها با هندسه مناسب و بزرگنمایی مطلوب طراحی و ساخته شوند. در این مقاله متمرکزکننده¬های با هندسه نمایی و با سطح مقطع مستطیلی شکل، طراحی و آنالیز شده و یک نمونه کاربرد آنها در فرآیند سنگ¬زنی به همراه آلتراسونیک مطرح می¬گردد. سپس جهت ارزیابی حل تحلیلی، چند نمونه متمرکزکننده مختلف به روش تحلیلی طراحی و سپس مدلسازی شده و در نرم افزار المان محدود ANSYS آنالیز مودال می¬شوند و پارامترهای ارتعاشی آنها شامل فرکانس تشدید و ضریب بزرگنمایی با مقادیر حاصل از شبیه¬سازی المان محدود مقایسه می¬گردد. نتایج بدست آمده، تطابق خوب بین مقادیر حل تحلیلی و شبیه¬سازی المان محدود را نشان می¬دهد. علاوه بر آن اصلاح هندسی متمرکزکننده، به عنوان راه حلی برای تطابق دقیق پارامترهای ارتعاشی آن با مقادیر مطلوب طراحی مطرح گشت. همچنین یک مجموعه متمرکزکننده¬-قطعه¬کار جهت بکارگیری در فرآیند سنگ¬زنی به همراه آلتراسونیک شبیه سازی شد.
Ultrasonic technology has been applied in many industrial processes such as ultrasonic machining, welding, cutting, sewing, homogenizing, etc. In an ultrasonic system, acoustic horn transmits the vibration energy of ultrasonic transducer to the application area and amplifies the oscillation amplitude. Depending on the application and industrial operating conditions, different horns with different geometries and magnifications are required to be designed. In the present study exponential horns with rectangular cross-section for application in ultrasonic assisted grinding process are designed and analyzed. An analytical approach is applied to model this type of horns. For evaluating the analytical model, some acoustic horns are designed using analytical method and then analyzed by the finite-element method (FEM) in ANSYS. Then, their design parameters such as resonance frequency and amplification factor are compared and verified. A very good agreement is obtained between the results of analytical modeling and those of FEM simulation. Furthermore, geometrical modification was introduced as a solution to coincide the vibration related parameters of the horn to the desired design values. Moreover, a horn-workpiece assembly for applying in ultrasonic assisted grinding was simulated.
متمرکزکننده نمایی با مقطع مستطیل شکل,حل تحلیلی,شبیه سازی المان محدود,سنگ زنی به همراه آلتراسونیک
Exponential acoustic horns with rectangular cross-section,Analytical modeling,FEM,ultrasonic assisted grinding
158
195
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-4426&slc_lang=fa&sid=15
MOHSEN
EMAMI
محسن
امامی
100319475328460051040
100319475328460051040
No
دانشگاه تربیت مدرس
mohammad h
sadeghi
محمد حسین
صادقی
100319475328460051039
100319475328460051039
Yes
دانشگاه تربیت مدرس