В статье рассматриваются результаты моделирования методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния ультразвуковых концентраторов различной конструкции в программной среде APM Winmachine. Определены оптимальные области применения указанных инструментов по критерию минимизации напряжений и деформаций.
Ультразвуковая обработка, высокочастотное нагружение, метод конечных элементов, компьютерное моделирование, напряженно-деформированное состояние, применение.
УДК 621.9.047/048
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ КОНЦЕНТРАТОРОВ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
APPLICATION OF COMPUTER MODELLING BY METHOD OF FINAL ELEMENTS WHEN DESIGNING CONCENTRATORS OF ULTRASONIC FLUCTUATIONS FOR PROCESSING EQUIPMENT
Злобина И.В., к.т.н., доцент,
Петровский А.П., к.т.н., доцент
ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
г. Саратов, Россия
DOI: 10.12737/14488
Аннотация: В статье рассматриваются результаты моделирования методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния ультразвуковых концентраторов различной конструкции в программной среде APMWinmachine. Определены оптимальные области применения указанных инструментов по критерию минимизации напряжений и деформаций.
Summary: In article results of modeling by method of final elements of the intense deformed condition of ultrasonic concentrators of various design in the program APM Winmachine environment are considered. Optimum scopes of the specified tools are determined by criterion of minimization of tension and deformations.
Ключевые слова: Ультразвуковая обработка, высокочастотное нагружение, метод конечных элементов, компьютерное моделирование, напряженно-деформированное состояние, применение.
Keywords: Ultrasonic processing, high-frequency loading, a method of final elements, computer modeling, the intense deformed state, application.
Ультразвуковая обработка начиная с 60-х годов ХХ века широко применяется в приборо- и машиностроении для размерного формообразования деталей сложной формы из трудно обрабатываемых материалов, сварки, очистки, поверхностной обработки давлением, приготовления различных суспензий и эмульсий [1]. Основным элементом ультразвукового технологического оборудования является колебательная система, осуществляющая преобразование электрических сигналов ультразвукового генератора в механические колебания. Колебательные системы различаются по конструктивным особенностям в зависимости от назначения оборудования [1, 2]. К настоящему времени разработаны методики расчета колебательных систем, включающих ультразвуковой преобразователь, волновод, концентратор колебаний (трансформатор скорости). Последний элемент колебательной системы располагается перед инструментом и используется для увеличения амплитуды его колебаний до необходимых по условиям технологического процесса значений.
1. Бржозовский Б.М. Ультразвуковые технологические процессы и оборудование в машино- и приборостроении: учеб. пособие / Б.М.Бржозовский, Н.В. Бекренев. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. - 348 с.
2. Бекренев Н.В. Оптимизация конструкций трансформаторов скорости ультразвукового оборудования на основе 3-D моделирования (постановка задачи) / Н.В. Бекренев, А.П. Петровский, Т.Ю. Чиндыкова // Вестник СГТУ. -№ 4 (49), 2010. - С. 77-83.
3. Злобина И.В. Обоснование разработки ультразвукового многочастотного генератора для оснащения технологического оборудования / Н.В. Бекренев, И.В. Злобина, Н.Н. Максимова и др. // Вопросы электротехнологии. - № 2 (3), 2014. - С. 53-59.
4. Замрий А.А. CAD/CAE система APM WinMachine. Практический учебный курс: учебно-методическое пособие.-М.: изд-во АРМ. 2007.- 144с.
