---

در این مقاله یک ترانسدیوسر پیچشی مگنتواستریکتیو جدید معرفی می شود. این ترانسدیوسر از یک کله گی مگنتواستریکتیو، یک قطعه پشت بند فولادی و یک محفظه تشکیل شده است. در اثر اعمال یک میدان مغناطیسی مارپیچ که از دو مولفه محوری و محیطی تشکیل شده، کله گی بر اساس "اثر ویدمن" در مواد مگنتواستریکتیو دچار تغییر شکل پیچشی می شود. کله گی از ماده پرمندور تشکیل شده است که یک ماده همسانگرد مغناطیسی می باشد. در این مقاله معادلات دیفرانسیل ارتعاشات پیچشی ترانسدیوسر نوشته شده و یک ترانسدیوسر پیچشی مگنتواستریکتیو با فرکانس رزونانس ۱۲۰۷۵ هرتز طراحی شده است. فرکانس رزونانس و شکل مود طبیعی ارتعاشی ترانسدیوسر از لحاظ تئوری، عددی و تجربی بررسی شده و با هم مقایسه می شود. اثر پارامترهای مهم بر عملکرد ترانسدیوسر مانند میدان محوری و محیطی و همچنین اثر پیش بار پیچشی مورد بررسی قرار گرفته است. و نقطه کار بهینه ترانسدیوسر مشخص شده است. با توجه به اینکه اکثر ترانسدیوسرهای مورد استفاده در صنعت از نوع طولی بوده و ترانسدیوسرهای پیچشی پیزوالکتریکی به علت برخی از نقاط ضعف و محدودیت ها کاربرد چندانی در صنعت پیدا نکرده اند، لذا این نوع جدید از ترانسدیوسرهای پیچشی می تواند نامزد مناسبی برای کاربردهای صنعتی باشد.

---

آکوستیک زیرآبی به علت کاربردهای زیادی که دارد، به موضوعی پراهمیت برای محققان بدل شده است. چیدمانی از ترانسدیوسرهای الکتروآکوستیکی که آرایه نامیده می شود به عنوان ابزارهای فرستنده و گیرنده امواج صوتی در زیر آب مورد استفاده قرار می گیرند. پرکاربردترین ترانسدیوسر مورد استفاده در آرایه ها، ترانسدیوسر تانپیلز می باشد. برای طراحی و تحلیل این ترانسدیوسرها می توان از روش های مختلف تحلیلی یا حل عددی استفاده کرد. در این مقاله تلاش شده با استفاده از مدل اجزاء محدود، رفتار این ترانسدیوسر به طور کامل شبیه سازی شده و مهمترین پارامترهای سنجش عملکرد آن مورد بررسی قرار گیرند. همچنین برای صحت سنجی مدل اجزاء محدود، نمونه ی این ترانسدیوسر نیز ساخته شده و مورد تست های الکتروآکوستیکی قرار می گیرد. با مقایسه نتایج مدل شبیه سازی شده با مدل تست شده، مشاهده می شود که مدل اجزاء محدود می تواند رفتار الکتریکی و آکوستیکی ترانسدیوسر را به خوبی پیش بینی کند. ضمن اینکه افزودن عوامل میراکننده به سیستم می تواند باعث افزایش پهنای باند فرکانسی شود. در نهایت سعی شده تا با ایجاد تغییراتی در ساختار ترانسدیوسر، پاسخ فرکانسی آن‌ها تا حد امکان بهبود داده شود.

---

دانش مبدل‌های صوتی پهن‌باند از فناوری‌های جدید و مهم در حوزه سونار محسوب می‌شود که با توجه به برخورداری کشور ایران از منابع آبی دریایی، اهمیت دوچندانی پیدا می‌کند. در این مقاله پس از مقایسه عملکرد انواع ترانسدیوسرها در این حوزه، یک ترانسدیوسر پهن‌باند با مشخصات امپدانسی و آکوستیکی معلوم که توانایی ارسال و دریافت امواج را دارد، طراحی، شبیه‌سازی، ساخته و تست شده است. در ابتدا، ابعاد کلی یک ترانسدیوسر پهن‌باند به کمک مدل‌سازی پارامتر متمرکز و مدار معادل الکتریکی تقریب زده شده و سپس با افزایش درجات آزادی مدل‌های تحلیلی، مشخصات تمام اجزای ترانسدیوسر در یک حالت بهینه برای داشتن پهنای باند بالا به دست آمده است. مدل طراحی‌شده، به کمک نرم‌افزار المان محدود کامسول مولتی‌فیزیک به‌صورت سه بعدی شبیه‌سازی ‌شده تا در ضمن مقایسه با روش طراحی تحلیلی، حل دقیق‌تری صورت گرفته باشد. سرانجام ترانسدیوسر مذکور ساخته و تست شده‌است تا داده‌های تئوری به‌دست‌آمده با نتایج تجربی اعتبار سنجی شوند. نتایج حاصل از آزمایش‌های تجربی نشان می‌دهد که شبیه‌سازی انجام شده در نرم‌افزار کامسول مولتی‌فیزیک، با دقت مناسبی توانسته است فرکانس رزونانس و بیشترین پاسخ ولتاژ ارسالی ترانسدیوسر پهن‌باند مورد نظر را پیش‌بینی کند. خطای مدل‌سازی سه بعدی انجام شده در پیش‌بینی فرکانس رزونانس و بیشترین پاسخ ولتاژ ارسالی، به ترتیب ۳,۸% و ۵.۷% است. استفاده از روش‌های پارامتر متمرکز و مدار معادل الکتریکی هرچند تقریب اولیه‌ای برای ابعاد ترانسدیوسر به دست می‌دهد ولی در تعیین فرکانس رزونانس و محل رخ دادن بیشترین پاسخ ولتاژ ارسالی درصد خطای بیشتری نسبت به شبیه‌سازی المان محدود دارد.

---

شکل‌دهی فلزات یکی از روش‌های سنتی ساخت قطعات می‌باشد که در آن ماده به شکل ساده با تغییرشکل پلاستیک به صورت قطعات صنعتی در می‌آید. کاهش نیروهای شکل‌دهی و دستیابی به قطعات با کیفیت بهتر همیشه یکی از اهداف مورد نظر محققان و صنعتگران بوده است. به منظور نیل به این هدف، در کنار روش‌های سنتی مانند افزایش دمای قطعه، روش‌های نوین نظیر اعمال ارتعاشات توان بالای فراصوت نیز به کمک آمده‌اند. در این روش ارتعاشات توسط ترانسدیوسر فراصوت تولید شده و به ناحیه تغییر شکل و تماس بین ابزار (یا قالب) و قطعه کار اعمال می‌شود. نتایج نشان می دهند که اعمال ارتعاشات مکانیکی فرکانس بالا با دامنه میکرونی موجب کاهش نیروهای شکل دهی، افزایش دقت ابعادی و عمر ابزارها و در نتیجه افزایش نرخ تولید و بهره وری می شوند. با توجه به اهمیت و کاربرد موضوع، در این مقاله به معرفی فرایند اعمال ارتعاشات فراصوت و پدیده‌های در پی آن پرداخته شده است. بر این اساس، اصول علمی و تکنولوژیکی اعمال ارتعاشات فراصوت در کنار تاثیر آن بر فرایند و عوامل و مکانیزم‌های در ارتباط با آن مورد بحث و بررسی قرار گرفته‌اند. همچنین راهکارهای پیشبرد این فناوری در صنعت امروز و تجاری‌سازی آن به همراه خلاصه‌ای از مزایا و محدودیت‌های این فرایند در شکل‌دهی فلزات ارائه گردیده است.