تحلیل م دال ي ارم ویک تمرکس د ىذ 5 الماوی در فرآیىذ ف رج سرد ب مرا ارتعاشات آلتراس ویک

Transcript

1 تحلیل م دال ي ارم ویک تمرکس د ىذ 5 الماوی در فرآیىذ ف رج سرد ب مرا ارتعاشات آلتراس ویک 3 2 1,* سیذ حامذ رض ی محمذ کی مىش رضا امیىی 1- استادیار گري م ىذسی مکاویک داوشکذ فىی ي م ىذسی گلپایگان اصف ان ایران 2- داوشج ی کارشىاسی ارشذ گري م ىذسی مکاویک داوشکذ فىی ي م ىذسی گلپایگان اصف ان ایران - 3 استادیار گري م ىذسی م اد داوشکذ فىی ي م ىذسی گلپایگان اصف ان ایران خالص اضتعاقات آلتطاؾ یه اهط ظ ت ط ض گؿتطز زض واضتطز ای هرتلف ن عتی وچ ى خ قىاضی ه از غیط نخ ؽ لحینواضی ز ذت پالؾتیه زض حیط پعقىی اظ خول خطاحی تا چال ی آلتطاؾ یه ترطیة ؾل ل ای تسذین عول آب هط اضیس خطمگیطی ز ساى غیط ه ضز اؾتفاز لطاض گطفت اؾت. تحلیل اضه یه پؽ اظ تحلیل ه زال اخعای هىا یىی تد یعات آلتطاؾ یه هیت ا س خایگعیي ه اؾثی تطای آظه ای تدطتی ت ز ت ذ تی ضفتاض ؾا ی توطوع ز س زض 1 فطوا ؽ تكسیس زاه ای هرتلف اضتعاقی ضا كاى ز س. ضفتاض اضتعاقی توطوع ز س ای آلتطاؾ یه تحت تأثیط قىل 2 سؾی اتعاز ذ ال آو ؾتیىی آى اظ خول هیطایی هیتاقس. الظم ت شوط اؾت و هیطایی زض ه از فلعی زض همایؿ تا ه از غیط فلعی )ؾطاهیه یا پلیوط( ووتط اؾت. تا ایي حال ایي هیطایی اچیع اثط لاتل ت خ ی تط تحلیل اضه یه توطوع ز س زاضز. زض ایي همال هىا یعم واضی ؾیؿتن تا اعوال قطایط هطظی ه اؾة ططاحی قس تا تط ایي اؾاؼ ضفتاض پاؾد فطوا ؿی توطوع ز س ت ؾط طم افعاض تداضی V6-14 ABAQUS ه ضز تطضؾی لطاض گیطز. تا ت خ ت ای ى فطوا ؽ 4 3 طثیعی هثسل تم یت و س غ طات ض زض هحس ز فطوا ؽ 20 ویل طتع لطاض زاضز لصا توطوع ز س 5 الوا ی ه ضز ظط یع تا واى فطوا ؽ تكسیس ططاحی ؾاذت قس. اظ ططفی زض ایي همال تا ا دام تحلیل اضه یه ت تحطیه اخثاضی توطوع ز س زض فطوا ؽ ضظ ا ؿی پطزاذت قس ؾا ات ا ت ایی وچ یي ت ظیع ت ف زض ط ل آى تسؾت آهس و تایح آى ضفتاض هىا یىی توطوع ز س ضا ت ح ض ضضایت تركی كاى هیز س. کلمات کلیذی: قثی ؾاظی الواى هحس ز توطوع ز س هیطایی آ الیع اضه یه آ الیع ه زال 1. مقذم اثط تركی هثثت اضتعاقات آلتطاؾ یه تط فطآی س ای قىلز ی اظ خول زالیل واضتطز ض ظ افعا ى اضتعاقات آلتطاؾ یه زض ن عت هیتاقس. قىلز ی ؾا ی ض ی فلعات تا ایداز حطوت یا ت ف هت ا ب تط لالة )اتعاض قىل ز ی( یا لطع واض ایداز هیق ز. تطای ت حساوثط ضؾا سى تاظز ی ؾیؿتن ت گ ای ططاحی هیق ز و اظ حساوثط زاه ؾا ی razavi@gut.ac.ir 1 Ultrasonic Horns 2 Damping 3 Transducer 4 Booster * اؾتازیاض گط هىا یه زا كىس ف ی ه سؾی گلپایگاى 1

2 اؾتفاز ق ز. زاه هتسا ل تیي 5 تا 50 هیىط هتط اؾت ]1[. اثطات هفیس اضتعاقات آلتطاؾ یه زض فطآی س ایی ظیط وكف ل ل وكف ؾین تراطط آى اؾت و اضتعاقات آلتطاؾ یه قتاتی تیف اظ 10 عاض تطاتط قتاب خاشت ایداز هی و س ]2[. اعوال اضتعاقات زض ایي فطآی س اظ ططیك ا تمال اظ توطوع ز س ت لطع واض هیؿط هیگطزز. زض تحمیمات گصقت كاى زاز قس و اعوال اضتعاقات آلتطاؾ یه تط فطآی س هاقی ىاضی تا وا ف لاتل ت خ ی زض یط ی هاقی ىاضی ت ث ز ظتطی ؾطحی وطا قس اؾت ]3[. توطوع ز س و ت آى انطالحا هتوطوع و س گفت هیق ز یىی اظ ه وتطیي اخعای ت لیس و س اضتعاقات آلتطاؾ یه ت عی آذطیي خعء آى هحؿ ب هیگطزز. توطوع ز س ظیف ی ا تمال اضتعاقات هىا یىی ت اتعاض تم یت زاه اضتعاقات ضا تط ع س زاضز. ط چ زاه ؾاى تیكتط تاقس ا تظاض هیض ز تایح ت تطی زض یط ی هاقی ىاضی انطىان حانل ق ز ]5-3[. زض ططاحی ؾیؿتن ای آلتطاؾ یه فطوا ؽ تاضگصاضی اعوال قس تایؿتی تا حس اهىاى ت فطوا ؽ طثیعی ؾیؿتن عزیه تاقس. زض غیط ایي ن ضت ا طغی ؾیؿتن ؾاى و س تا اتالف ظیاز حطاضتی هىا یىی ض تط قس واضائی آى هحس ز هیق ز. الظم ت شوط اؾت ططاحی اضتعاقی توطوع ز س تایؿتی ت گ ای تاقس و زاه اضتعاقات زض ؾط توطوع ز س ت حساوثط همساض ذ ز تطؾس. وچ یي شوط ایي ىت ضط ضی اؾت و ه ج زض ا ت ای توطوع ز س تایس هكات ا عىاؼ ض ی ها ع طم عول وطز تكىیل قىن ز س تا هاوعیون زاه زض ا ت ای توطوع ز س ت خ ز آیس. اهیي وىاضاى زض ؾال 1955 توطوع ز س ؾ الوا ی ضا و تطویثی اظ اؾت ا هررط تر ز ترطای ضؾریسى تر زاه اضتعا ه اؾة ت ف زض توطوع ز س پیك از و ز ]6[. قطیت وىراضاى زض ؾرال 2002 ترطای ورن ور زى ؾر هحس زیت توطوع ز س ؾاز یع ی ط ل تكسیس ظیاز هاقی ىاضی لت گیط عی تط ت زى آى توطوع ز رس ه اؾرة- تطی ضا ططاحی و ز س و زض آى الواى ا تا قىا ذال ذ زتاعث قس س تا ط ل تكسیس و چهتط ق ز ]7[. الثت الظم ت شوط اؾت و ض ق ای تدطتی یع تطای تحلیل توطوع ز س خ ز زاضز. تاج زض ؾال 1970 تا اؾرتفاز اظ ای تطفط هتطی زاه توطوع ز س ضا ا ساظ گیطی و ز. تا اؾتفاز اظ قتاب ؾ ح لیعضی یع هیت اى واضایی توطوع ز س را ضا تحلیل و ز ]8[. واضز ی زض ؾال 2002 قیاض ایی زض ط ل توطوع ز س ای تل ن ها سی و تطای تط ه از غرصایی اؾتفاز هیگطزیس ایداز وطز. ی تا اؾتفاز اظ ض الواى هحس ز اضتعا ؾ ح لیعضی اثرط قرىل ر ی ایري قریاض ا ضا ه ضز تحلیل تطضؾی لطاض زاز ]9[. تا ای ى ؾالیاى زضاظی اؾت و اظ پیسایف ت ط گیطی اظ اه اج آلتطاؾ یه هیگصضز تا و ى یع توطوع ز س رای هرتلفی تا هعایة هحاؾي ذال ططاحی ؾاذت قس اؾت لیىي زض هیاى آ ا ت چ اض ی هتسا ل و زض قىل 1 اضائر قس اؾت هیت اى اقاض وطز ]10[. شکل 1- پريفیل ای معم لی تمرکس د ىذ ]11[. 2

3 زض ت ضیح ذه نیات قطایط واضی ط یه اظ توطوع ز س ای شوط قس زض تاال هریتر اى گفرت گراهی ور زض توطوع ز س تغییط ؾطح همطع اگ ا ی تاقس ه ج ای ن تی ت ؾوت هثرسل تاظگكرت تاعرث افرت ا رطغی زض تیدر وا ف ؾطعت اضتعا زض ؾط توطوع ز س هیگطزز ]10[. توطوع ز س ای پل ای زاه اضتعا ضا ت ذ تی تم یت وطز اها ایداز توطوع ت ف قسیس زض هحل پل ض ی توطورع ز س اظ هعایة ه ن آ ا ت قواض هیآیس. اظ ططفی توطوع ز س رای ورایی هرط طری زاضای ضرطیة تم یرت ضرعیفی ؿت س اها زض هماتل قیة ه ح ی ت ف زض ایي توطوع ز س ا ا سن اؾت. زض ه ضز توطوع ز س اؾت ا ای یع هیتر اى گفت و ایي ی توطوع ز س زاه اضتعا ضا تم یت ویو س. تلى ت ا ظیف ایي ی توطوع ز رس ا تمرال اضتعاقرات هىا یىی تط ؾط اتعاض اؾت ه اضز ه ضز اؾتفاز لطاض هیگیطز ]11[. ]11[. توطوع ز س پل ای ت زلیل تم یت زاه اضتعاقرات وچ ریي آؾرا ی ؾراذت زض اوثرط زض تحمیك پیف ض یع اظ تطویة هماطع هرتلف پل ای هرط طی وایی اؾتفاز قرس اؾرت. زض ططاحری ایري ر ی توطوع ز س اظ آ دایی و تیكتطیي زاه اضتعاقات زض فطوا ؽ تكسیس ضخ هیز رس لرصا تایرس ت خر زاقرت ور تحطیره اخثاضی زض فطوا ؽ تكسیس ن ضت پصیطز. زض ازاه اقاض ی هرتهطی ت پاضاهتط ای زذیل ه ثط زض ططاحی توطوع ز رس هیگطزز. 2. شبی سازی المان محذيد 2 1 هسلؾاظی الواى هحس ز ا لیي تاض ت ؾط و ضا ت زض ؾال 1943 ت ؾع پیسا وطز. ا تا ت ط گیطی اظ ض ضیتع زض تحلیل ای عسزی خ اب ای تمطیثی تطای یه ؾیؿتن اضتعاقی ضا تسؾت آ ضز ]12[. ططح ا لی تطای توطوع ز س تا اؾتفاز اظ ض ای عسزی تطضؾی تعییي گطزیس. لیىي تطای ایی و زى ططح ا لی ی توطوع ز س یاظ ت اؾتفاز اظ تحلیل پیكطفت الواى هحس ز زاقت. 1,2. آوالیس م دال سیستم تمرکس د ىذ زض قىل 2 هسل ولی توطوع ز س 5 الوا ی ین ه ج كاى زاز قس اؾت و زض فطوا ؽ ه ز ا ل ط لی ذ ز تا فطوا ؽ 20 ویل طتع هطتعف هیگطزز. خ ؽ توطوع ز س ف الز هیتاقس. شکل 2- ومایی از تمرکس د ىذ 1 courant 2 Ritz method 3

4 وچ یي اتعاز توطوع ز س ذ ال هىا یىی آى اظ خول هس ل االؾتیه ( E ( ؿثت پ اؾ ى ( v ) چگالی ( ) زض خس ل 1 آهس اؾت. جذيل خ ؽ توطوع ز س چگالی 3 1- مشخصات تمرکس د ىذ kg m هس ل االؾتیؿیت ضطیة پ اؾ ى )v( ف الز E GPa f KHz فطوا ؽ تكسیس ضراهت اتتسا D0 mm ضراهت ا ت ا DL mm ط ل L1 mm ط ل L2 mm ط ل L3 mm ط ل L4 mm ط ل L5 mm زض تحلیل ای الواى هحس ز ت عات ظیازی زض تى یه ای هف ضیعی خ ز زاضز زض ایي تطضؾی اظ تى یه هف ضیعی 2 1 آظاز تا الواى ای طهی اؾتفاز قس اؾت. 4 3 اتتسا تعساز الواى ا زض هسل ت ؾط ا ساظ زا ت سی عو هی یػگی ای ؾاذتاضی ا طثالی و تطل هیق ز. هتعالثا هطالع وگطایی هف ا دام هیق ز تسیي ن ضت و تا تغییط زازى تعساز الواى ای هسل ت تطضؾی تایح پطزاذت اظ ایي ططیك زض ذه ل نحت هسلؾاظی الواى هحس ز اطوی اى حانل هیق ز. تطای ا دام تحلیل اضتعاقی زض Abaqus ز گام تایؿتی تعطیف ق ز. زض گام ا ل ت تحلیل ه زال توطوع ز س پطزاذت هیق ز فطوا ؽ طثیعی قىل ه ز توطوع ز س اؾترطاج هیگطزز و تا انالح اتعازی توطوع ز س تال هیق ز تا فطوا ؽ طثیعی آى زض هحس ز 20 ویل طتع لطاض گیطز. زض گام ز م ت تحلیل زی اهیىی اضه یه تحت ع اى steady state dynamic direct step پطزاذت هیق ز تا ت ووه آى تحت قطایط تاضگصاضی اضه یه ضفتاض هىا یىی ؾیؿتن قاهل زاه حالت پایای ؾیؿتن تعییي ق ز. زض ایي ه ضز اظ یه توطوع ز س 5 الوا ی ؾ تعسی خ ت تحلیل اؾتفاز قس اؾت. 2,2. آوالیس ارم ویک تط ض ولی هیت اى گفت و ط چ خ ؽ توطوع ز س اظ ظط یػگی ای ن تی ت هثسل عزیهتط تاقس ت تط اؾت. اظ ططفی تایؿتی ت ایي هطلة اقاض وطز و ذه نیات انلی ه ضز ظط زض ا تراب ی خ ؽ توطوع ز س زض یه زؾت 1 Free meshing 2 Tetrahedral Element 3 Global seeds 4 Accommodating structural features 4

5 ت سی ولی ت ز زؾت هتفا ت تمؿین ت سی هیق ز و عثاضت س اظ: هكره ای هىا یىی قاهل چمطهگی تاال/ ؾرتی تاال/ هما هت ت ذؿتگی تاال/ هما هت ت ؾایف تاال ت ف تؿلین تاال وچ یي هكره ای آو ؾتیىی قاهل ؾطعت ن ت تاال/ اتالف ا طغی پاییي هیطایی اضتعاقات ون ]7[. ط ؾیؿتن اضتعاقی تا ت خ ت ذه نیات توطوع ز س وچ ى خ ؽ اتعاز سؾی هیطایی یا اتالف ا طغی ذال ذ ز ضا زاضز و تاعث هیق ز اه اج اضتعاقی تعس اظ یه هست ظها ی ت ولی هت لف ق س. تعییي همساض العی هیطایی اعوال آى زض تحلیل اضه یه اظ ا ویت یػ ای خ ت پیف تی ی ضفتاض ؾا ی ؾیؿتن تطذ ضزاض اؾت. اظ آ دایی و توطوع ز س عض ی اظ ؾیؿتن اضتعا ز س تا تیكتطیي زاه اضتعاقی هیتاقس ت اتطایي تطضؾی ضفتاض اضتعاقی آى اظ ا ویت یػ ای تطذ ضزاض اؾت. هیطایی یىی اظ پسیس ای تطخؿت زض ه سؾی اؾت ]13[ هیعاى تاالی آى زض ه از تأثیطات ظیاى تاضی ضا ایداز هری- و س. ت اتطایي ا تراب ه از تا هیطایی ون زض تد یعات آلتطاؾ یه هطالع ی آى زض هطالعات واضتطزی هرتلف ها س و تطل اضتعا تعییي ضیع ؾاذتاض ه از حیاتی اؾت. تال تطای ف ن ت تط ایي پسیس تا اؾتفاز اظ هرسل رای هرتلرف هیطایری زض ز ای اذیط ه ضز ت خ هحممیي تر ز اؾرت ]14[. ورای خی ]15[ ز را ؼ وىراضاى ]16-18[ قرطایط هیطایری والؾیه یا هیطایی یؿى ظ ذطی ضا ه ضز هطالع لطاض زاز س. پیىی وىاضاى تا اؾرتفاز اظ ض تىرطاض ]19[ لیا ره ترا اؾتفاز اظ ض ا طغی ]20[ ز ا ؼ از یىاضی هیطایی ذطی زض اضتعاقات ؾاظ ]21[ ضا هر ضز هطالعر لرطاض زاز رس ؾپؽ ایي تحمیمات ت ذ تی ت ؾط ازؼ فا ی پیگیطی هطالع گطزیس ]22[. اعوال ضطایة هیطایی ت ع اى پراضاهتط ض زی زض هسلؾاظی FEM ووه هیو س و تطای تعییي فطوا ؽ ضظ ا ؽ قطایط ت تط ططاحی زلیكترط زض ظرط گطفتر ق ز زض تحلیلی اضه یه خعء انلی تحلیل هیتاقس. زض واض حاضط توطوع ز س ف الزی تطای تدعی تحلیل هر زال اضه یه ا تراب گطزیس ضطیة هیطایی ه اؾة زض هحس ز 20 ویل طتع زض قثی ؾاظی ای تعسی ه ضز اؾتفاز لرطاض گطفت اؾت. 3. تحلیل وتایج زض ایي تحمیك ت ف ا زاه ی خاتدایی تحت قطایط هرتلف تاضگصاضی یع تطضؾی قس اؾت. وچ یي ت ؾط 1 تحلیل ه زال ت تعییي فطوا ؽ طثیعی قىل ه ز ای اضتعاقی لطع پطزاذت قس اؾت. قىل 3 ا لیي ه ز ای اضتعاقی ط لی ذوكی پیچكی توطوع ز س تا ا ساظ زا ت سی 5 هیلیهتط قطایط هطظی آظاز-آظاز ضا كاى هیز س. 1 Frequency analysis 5

6 الف( ب( ج( شکل 3- م د ای ارتعاشی ب مرا کاوت ر جابجایی برای الف( ايلیه م د ارتعاشی ط لی ب( ايلیه م د ارتعاشی خمشی ج( ايلیه م د ارتعاشی پیچشی زض ایي تطضؾی فطوا ؽ طثیعی ا لیي ه ز اضتعاقی ط لی توطوع ز س حس ز 20 ویل طتع ت ز اضظیاتی وگطایی هف تطای ط ز ی الواى ا دام قس اؾت. وا ط ض و هكا س هیق ز الواى طهی هطتث ز تا 10 گط تا تعساز ووتطی اظ الواى ت فطوا ؽ ه ضز ظط وگطا قس اؾت. زض حالی و الواى طهی هطتث 4 1 گط یاظ ت الواى تیكتطی تطای وگطایی زاضز. ایي تایح كاى هیز سو تحلیل الواى هحس ز پیف ض ی ت ا ساظ وافی زلیك ت ز تا تت ا س تطای تعساز ؿثتا ووی الواى خ اب لاتل لث لی اضائ و س. تا ت خ ت تطضؾی ا دام قس زض قىل 4 هكرم اؾت و تطای زلت هطل ب هیت اى اظ الواى ای هثلثی هطتث ز لی ا ساظ الواى تعضگتط خ ت ا دام تحلیل ا اؾتفاز وطز. شکل 4- مگرایی مش برای تمرکس د ىذ طراحی شذ 6

7 فطوا ؽ طثیعی توطوع ز س ططاحی قس ت وطا وا ت ض خاتدایی زض قىل 6 5 كاى زاز قس اؾت. شکل 5- فرکاوس طبیعی تمرکس د ىذ شکل 6- تق یت دامى در امتذاد خط مرکسی تمرکس د ىذ وا ط ض و لثال گفت قس تیكتطیي زاه خاتدایی زض تحطیه اخثاضی تا واى فطوا ؽ طثیعی ؾیؿتن )19997 طتع( اتفاق هیافتس. تعس اظ ا دام آ الیع ای زی اهیه حالت پایا تط ض ی توطوع ز س زض فطوا ؽ تحطیه حس ز 20 ویل طتع زاه خاتدایی زض ن اتعاض زض فطوا ؽ ای هرتلف اؾترطاج قس اؾت. 7

8 هطاتك قىل 7 توطوع ز س ه ضز ظط ت ن ضت تدطتی ؾاذت قس ؾپؽ ت ا ت ای تم یت و س هتهل گطزیس هكا س قس و فطوا ؽ تكسیس تدطتی زض حس ز طتع هیتاقس. شکل 7- تمرکس د ىذ ساخت شذ ج ت تست تجربی زض تحلیل عسزی ه زال فطوا ؽ طثیعی ه ز ط لی توطوع ز س تا قطایط هطظی آظاز-آظاز طتع تسؾت آهس. اظ آ دایی و فطوا ؽ تكسیس زض تؿت تدطتی تمطیثا واى همساض تسؾت آهس اظ تحلیل عسزی ه زال هیتاقس ت اتطایي اتهال تم یت و س )ت ؾتط( ت هتوطوع و س ) ضى( زض حمیمت واى قطایط هطظی آظاز-آظاز زض ظط گطفت قس زض تحلیل عسزی ه زال ذ ا س ت ز. اثطات هثسل )تطا ؿسی ؾط( یع تم یت و س فمط هیت ا س زض لالة یط ی ذاضخی )فكاض ؾی ؾی( یا ت ن ضت غیط هؿتمین ت ن ضت خاتدایی ؾی ؾی زض فطوا ؽ ضظ ا ؿی ت توطوع ز س اعوال گطزز ]23[. لصا تطای تعییي ت ظیع ت ف ف ى هیعظ زض اهتساز ذط هطوعی توطوع ز س )زض فطوا ؽ تحطیه اخثاضی تطاتط تا فطوا ؽ طثیعی ؾیؿتن( اظ خاتدایی ؾا ی اتتسایی تا هاوعیون زاه خاتدایی اؾتفاز قس و تایح آى زض قىل 8 كاى زاز قس اؾت. اظ ایي ططیك ه لعیت ت ف هاوعیون زض اهتساز هح ض توطوع ز س هكرم هیگطزز. هیت اى هكا س و ز و توطوع ت ف زض هىاى ایی و تغییط ؾطح همطع خ ز زاضز ضخ زاز اؾت حساوثط آى زض حس ز مط گط ای ایداز قس اؾت. 8

9 شکل 8- ت زیع تىش ف ن میسز در امتذاد مح ر مرکسی تمرکس د ىذ هعازل زیفطا ؿیل هطت ط زض تحلیل اضتعاقی تا ت خ ت یطیی یط ی هیطایی ت ن ضت ظیط قت هیق ز ]24[: F CX C M K 2 2 )1( )2( )3( و C هاتطیؽ ثاتت هؿت له و س M هاتطیؽ خطم K هاتطیؽ ؾرتی هیتاقس. پاضاهتط ای هؿت له و س تا ξ كاى زاز هیق ز و ؿثت هؿت له و س ت هؿت له و س تحطا ی ضا قاهل هیق ز. هؿت له و س هؿت له و س خطهی ق اذت قس اؾت زض فطوا ؽ پاییي ه ضز اؾتفاز لطاض هیگیطز. هؿت له و س و س ؾاذتاضی یا ؾرتی ه از االؾتیه ق اذت هیق ز هعو ال زض فطوا ؽ تاال اؾتفاز هیگطزز. وچ یي فطوا ؽ ظا ی ای زض ایي ؾیؿتن هیتاقس. α β تا ت خ ت ای ى فطوا ؽ طثیعی توطوع ز س حس ز 20 ویل طتع تسؾت آهس اؾت اظ هیت اى اظ ضطیة ظط و ز فمط ضطیة ت ع اى هؿت له پاضاهتط α β )4( ضا زض ظط گطفت: نطف ln x x ξ پاضاهتط طثك ضاتط ظیط اظ وا ف لگاضیتوی زاه زض ط ل خؿن تسؾت هیآیس: )5( )6( x 2 و ز زاه هت الی هیتاقس. x 1 9

10 لسم ا ل تؿیاض ه ن زض تعییي پاضاهتط ای هیطایی ذط خی ای تؿت تدطتی هیتاقس تسیي ه ظ ض تاو ى تحمیمات ظیازی ا دام گطفت اؾت. عثساهلل وىاضاى زض ؾال 2012 پاضاهتط هیطایی زض تد یعات آلتطاؾ یه ضا تطای ز هاز ف الز آل هی ی م زض هحس ز فطوا ؽ ای آلتطاؾ یه هحاؾث تطؾین وطز ا س و زض ایت فطه ل تدطتی هؿت له و س تطای ف الز ت ن ضت ظیط تسؾت آهس اؾت ]25[. الظم ت شوط اؾت و ایي و زاض ا تطای فطوا ؽ ای زیگط ه از تا ذ ال عزیه لاتل تعوین هیتاقس: )7( st زض ایي همال توطوع ز س اظ خ ؽ ف الز تا هكرهات ه سضج زض خس ل 1 كاى زاز قس اؾت. و تا زض ظط گطفتي آى ضطیة )8( β ت ن ضت ظیط تسؾت آهس هیآیس: if υ=20khz ξ=0.014 β= زض تحطیه اخثاضی اظ ؾ زاه اضتعاقی هرتلف اؾتفاز گطزیس. تا ت خ ت ای ى زض فطوا ؽ ای تاال همساض آلفا تأثیطی تط تایح ساضز ت ا همساض تأثیط گصاض همساض تتا اؾت لصا تطای یه توطوع ز س ف الزی اظ β= اؾتفاز گطزیس. زض ایي هدو ع )قىل 9( اظ آ دایی و ذط خی تم یت و س ت ع اى ض زی توطوع ز س ذ ا س ت ز لصا زاه ای ا ساظ گیطی قس ت ن ضت تدطتی زض ا ت ای تم یت و س ت ع اى ض زی ت اتتسای توطوع ز س زاز قس اؾت تا تعس اظ آ الیع اضه یه ض ی توطوع ز س پاؾد فطوا ؿی ؾیؿتن زض هیطایی ؾیؿتن كاى زاز ق ز. شکل 9- شماتیکی از مسیر يريدی ي خريجی در تق یت کىىذ )ب ستر( ي تمرکس د ىذ ) رن( زض ایي تحمیك زاه ای ذط خی اظ تم یت و س ت ن ضت تدطتی تطاتط هیىط هتط ا ساظ گیطی گطزیس و هیت اى ت ع اى ض زی تطای اتتسای توطوع ز س تىاض گیطی ق ز. پاؾد ؾا ی توطوع ز س زض تحیلی اضه یه ت ؾط گام زی اهیىی قس اؾت. explicit زض ظهاى ه ضز تطضؾی لطاض گطفت و ت تطتیة زض قىل كاى زاز 11

11 الف( شکل ب( 11- تحلیل ارم ویک الف( دامى يريدی 4 میکريمتر ب( دامى خريجی 11 میکريمتر 11

12 الف( شکل ب( 11- تحلیل ارم ویک الف( دامى يريدی 8 میکريمتر ب( دامى خريجی 21 میکريمتر 12

13 الف( ب( شکل 12- تحلیل ارم ویک الف( دامى يريدی 12 میکريمتر ب( دامى خريجی 31 میکريمتر تا ت خ ت تایح تسؾت آهس اظ تحلیل اضه یه هی ت اى هكا س و ز و تا تمطیة تؿیاض ذ تی ا ت ای ضى ت ن ضت اضه یه تا ؿثت تم یت 2.5 تطاتط ؾاى هیو س تایح آى تا تایح تؿت ای تدطتی ه طثك اؾت. ؾا ات ایداز قس زض ذط خی توطوع ز س تعس اظ ظهاى تؿیاض ا سوی حس ز ت ن ضت ت همساض هكرهی وگطا هیق ز و ایي ظهاى ت همساض هیطایی اتؿت اؾت. 4. وتیج گیری 1- ض ا دام ططاحی تحلیل یه هتوطوع و س آلتطاؾ یه قاهل تحلیل ه زال اضه یه هؿال تكطیح گطزیس. 13

14 2- ططاحی هىا یعم توطوع ز س خ ت اؾتفاز زض فطآی س ف ضج ؾطز ت ووه اضتعاقات آلتطاؾ یه ا دام قس عولىطز ه اؾة آى اظ ططیك تحلیل ای ه زال اضه یه اثثات گطزیس. 3- تهسیك قطایط هطظی آظاز-آظاز تطای ططاحی توطوع ز س ا اظ ططیك قثی ؾاظی ت ذ تی كاى زاز قس. 4- وگطایی هف تطای ز حالت ه ضز ظط حاوی اظ تایح زلیك زض حل عسزی توطوع ز س هیتاقس. 5- تا اؾتفاز اظ آ الیع ه زال اتعاز توطوع ز س تطای فطوا ؽ طثیعی ه ز ا ل ط لی زض حس ز 20 ویل طتع تسؾت آهس. 6- تم یت زاه زض تحلیل ه زال تحلیل اضه یه تا ت خ ت فطوا ؽ تسؾت آهس زض ط ؾ زاه ه ضز ظط همساض 2.5 تطاتط ضا زض ذط خی توطوع ز س كاى هیز س ضوي آ ى ؾاى اضه یه ا ت ای توطوع ز س زض همساض نحیح هیطایی ت ذ تی هكا س گطزیس. 7- همساض فطوا ؽ تكسیس تم یت زاه ؾاى ؾی ؾی هتوطوع و س كاى ز س تطاتك ذ ب تیي تایح عسزی تدطتی هیتاقس. 5. قذرداوی زض ای دا الظم اؾت و اظ حوایت ای علوی خ اب آلای ه سؼ عمیل ویه ف حوایت خ اب آلای زوتط حؿیي ضفیك ظاز خ ت زض اذتیاض گصاقتي ؾیؿتن تحلیل تا ؾطعت پطزاظ تاال تكىط لسضزا ی ت عول آ ضین. 6. مراجع [1] T. Jimma, Y. Kasuga, N. Iwaki, O. Miyazawa, E. Mori, K. Ito, et al., "An application of ultrasonic vibration to the deep drawing process," Journal of Materials Processing Technology, vol. 80, pp , [2] M. Lucas, "Vibration sensitivity in the design of ultrasonic forming dies," Ultrasonics, vol. 34, pp , [3] S. Amini, H. Soleimanimehr, M. Nategh, A. Abudollah, and M. Sadeghi, "FEM analysis of ultrasonic-vibration-assisted turning and the vibratory tool," Journal of materials processing technology, vol. 201, pp , [4] D. Brehl and T. Dow, "Review of vibration-assisted machining," Precision engineering, vol. 32, pp , [5] T. Tawakoli, B. Azarhoushang, and M. Rabiey, "Ultrasonic assisted dry grinding of 42CrMo4," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 42, pp , [6] S. Amin, M. Ahmed, and H. Youssef, "Computer-aided design of acoustic horns for ultrasonic machining using finite-element analysis," Journal of Materials Processing Technology, vol. 55, pp , [7] S. Sherrit, S. A. Askins, M. Gradziol, B. P. Dolgin, X. Bao, Z. Chang, et al., "Novel horn designs for ultrasonic/sonic cleaning, welding, soldering, cutting, and drilling," in SPIE's 9th Annual International Symposium on Smart Structures and Materials, 2002, pp

15 [8] M. Topp, "A method for the remote determination of the displacement amplitude of an ultrasonic horn," Journal of Physics E: Scientific Instruments, vol. 3, p. 739, [9] A. Cardoni and M. Lucas, "Enhanced vibration performance of ultrasonic block horns," Ultrasonics, vol. 40, pp , [10] A. I. Markov and E. Neppiras, Ultrasonic machining of intractable materials: Ilife Books, [11] G. Graham, J. Petzing, and M. Lucas, "Modal analysis of ultrasonic block horns by ESPI," Ultrasonics, vol. 37, pp , [12] Reddy, J.N., An introduction to the finite element method, 3rd ed., McGraw-Hill New York, Vol [13] L. Gaul, The influence of damping on waves and vibrations, Mech. Syst. Signal Process. 13 (1) (1999) [14] H.T. Banks, D.J. Inman, On damping mechanisms in beams, J. Appl. Mech. 58 (1991) [15] T.K. Caughey, Classical normal modes in damped linear systems, J. Appl. Mech. 27 (1960) [16] S. Adhikari, J. Woodhouse, Identification of damping: Part 1, Viscous damping, J. Sound Vibr. 243 (1) (2001) [17] S. Adhikari, J. Woodhouse, Identification of damping: Part 3, Symmetry preserving methods, J. Sound Vibr. 251 (2001) [18] S. Adhikari, J. Woodhouse, Identification of damping: Part 4, Error analysis, J. Sound Vibr. 251 (2001) [19] D.F. Pilkey, G. Park, D.J. Inman, Damping matrix identification and experimental verification, in: Proceedings of the Sixth SPIE Symposium on Smart Structures and Materials, New Port Beach, CA, 1999, pp [20] J.-W. Liang, Damping estimation via energy dissipation method, J. Sound Vibr. 307 (2007) [21] S. Adhikari, J. Woodhouse, Identification of damping: Part 1, Viscous damping, J. Sound Vibr. 243 (1) (2001) [22] A.S. Phani, J. Woodhouse, Viscous damping identification in linear vibration, J. Sound Vibr. 303 (2006) [23] T. Lemonnier, P. Fromme, N. Saffari, Modelling of guided ultrasonic waves propagating along a stiffener bonded to a plate & research into ultrasonic horn, University College London, london (2008). [24] S. Hale, Damping in ANSYS/LS-Dyna, CAE Associations (2010). [25] A. Abdullah, M. Malaki, On the damping of ultrasonic transducers components, Aerospace Science and Technology 28 (1) (2012)