Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng bộ chuyển đổi siêu âm
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
-
Hồ Thị Mỹ NữTrường Đại học Công thương Thành phố Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh, Việt NamLương Quốc ViệtTrường Đại học Công thương Thành phố Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh, Việt NamNguyễn Tấn KenTrường Đại học Công thương Thành phố Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh, Việt NamĐinh Lê Cao KỳTrường Đại học Công thương Thành phố Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh, Việt NamLê Thể TruyềnTrường Đại học Công thương Thành phố Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh, Việt Nam
Từ khóa:
Hàn siêu âm
rung động
phương pháp phần tử hữu hạn
ABAQUS
đầu rung động siêu âm
Tóm tắt
Để tạo ra sóng dao động dọc và xoắn hỗn hợp, bộ chuyển đổi rung động siêu âm được thiết kế bằng cách điều chỉnh khối lượng của khối phía trước của bộ chuyển đổi Langevin truyền thống nhờ tạo các rãnh xoắn. Bài báo trình bày một thiết kế cho bộ chuyển đổi siêu âm có khối phía trước sở hữu biên dạng hàm mũ để làm tiền đề cho việc thiết kế bộ chuyển đổi siêu âm mà nó thể tạo ra dao động dọc và xoắn. Một qui trình thiết kế cho bộ chuyển đổi siêu âm này được đề xuất. Sau đó, một mô hình phần tử hữu hạn được xây dựng bằng phần mềm ABAQUS để kiểm nghiệm đáp ứng động học của bộ chuyển đổi. Kết quả mô phỏng cho thấy bộ chuyển đổi siêu âm được thiết kế theo qui trình đã đề xuất đáp ứng được các thông số thiết kế yêu cầu. Có thể kết luận rằng qui trình thiết kế được đề xuất là tin cậy cao và có thể được sử dụng để thiết kế các bộ chuyển đổi siêu âm tương tự.
Tài liệu tham khảo
-
[1] Asami and H. Miura, “Study of ultrasonic machining by longitudinal-torsional vibration for processing brittle materials-observation of machining marks”, Physics Proc., Vol. 70, pp. 118–121, 2015. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2015.08.056
[2] Tang and B. Zhao, “A new longitudinal-torsional composite ultrasonic milling system with a single excitation”, Journal of Vibration and Shock, Vol. 34, No. 6, pp. 57–71, 2015. https://doi.org/10.13465/j.cnki.jvs.2015.06.011
[3] STǍNǍŞEL and F. ARDELEAN, "The Parametric Design of the Ultrasonic Exponential Horns", Nonconventional Technologies Review, Vol. 14, No. 4, pp 54-58, 2010.
[4] J. Wang, H. J. Zhang, C. M. Liang, Y. L. Tian, X. Y. Zhao, and D. W. Zhang, “Design of high-frequency ultrasonic transducers with flexure decoupling flanges for thermo-sonic bonding”, IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 63, No. 4, pp. 2304-2312, 2016. https://doi.org/10.1109/TIE.2015.2500197
[5] Y. Hu, H. J. Liu, and H. Fujii, “Improving the mechanical properties of 2219-T6 aluminum alloy joints by ultrasonic vibrations during friction stir welding”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 271, pp. 75-84, 2019. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.03.013
[6] Yadava and A. Deoghare, “Design of horn for rotary ultrasonic machining using the finite element method”, The international Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 39, pp. 9–20, 2008. https://doi.org/10.1007/s00170-007-1193-7
[7] Iula, D. Cerro, M. Pappalardo, and N. Lamberti, “3D finite element analysis of the Langevin transducer”, IEEE Symposium on Ultrasonics, Vol. 2, pp.1663–1667, 2003. https://doi.org/ 10.1109/ULTSYM.2003.1293230.
[8] Iula, F. Vazquez, M. Pappalardo, and J. A. Gallego, “Finite element three dimensional analysis of the vibrational behaviour of the Langevin type transducer”, Ultrasonics, Vol. 40, pp. 513–517, 2002. https://doi.org/10.1016/S0041-624X(02)00174-9
[9] Li, “Effect of bolt on the performance parameters of piezoelectric transducer”, Piezoelect. Acoustoopt., Vol 32, pp. 985–990, 2010.
[10] X. Xie and X. P. He, “Effect of rear bolt on the performance parameters of transducer”, J. Shanxi Normal Univ., Vol. 37, pp. 42–46, 2009.
[11] Tsujino, R. Suzuki, and M. Takeuchi, “Load characteristicsof ultrasonic rotary motor using a longitudinal torsional vibration converter with diagonal slits”, Ultrasonics, Vol. 34, pp. 265–269, 1996. https://doi.org/10.1016/0041-624X(95)00067-D
[12] Al-Budairi, M. Lucas, and P. Harkness, “A design approach for longitudinal–torsional ultrasonic transducers,” Sensors and Actuators A: Physical, Vol. 198, pp. 99-106, 2013. https://doi.org/10.1016/j.sna.2013.04.024
[13] A. Hossack and B. Auld, “Improving the characteristics of a transducer using multiple piezoelectric layers”, IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control, Vol. 40, No. 2, pp. 131-139, 1993. https://doi.org/10.1109/58.212561
[14] Parrini, “New technology for the design of advanced ultrasonic transducers for high-power applications”, Ultrasonics, Vol. 41, No. 4, pp. 261-269, 2003. https://doi.org/10.1016/S0041-624X(02)00450-X
[15] Youping, S. Wolfgang, G. Rainer, and Z. Jue, “Development and analysis of a longitudinal and torsional type ultrasonic motor with two stators”, Ultrasonic, Vol. 43, No. 8, pp. 629-634, 2005. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2005.03.007
[16] Nabhan, “Vibration analysis of deep groove ball bearing with outer race defect using ABAQUS”, Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control, Vol. 35, No. 4, pp. 312-325, 2016. https://doi.org/10.1177/0263092316676414
[17] Hibbitt, ABAQUS User's Manual, version 6.10, Karlesson & Sorensen, Inc., 2011.
[18] ANSYS, Inc. “Ansys Store Catalog”, Availabe: https://catalog.ansys.com. [Accessed 10/26/2023].
[19] P. Selva, O. Cherrier, V. Budinger, F. Lachaud, and J. Morlier, "Smart EMI Monitoring of Thin Composite Structures", 16th International Conference on Composite Structures, University of Porto, Porto, Portugal, June 28-30, 2011.
Xem thêm
Ẩn bớt
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Nov 30, 2023
Download
Cách trích dẫn
Hồ Thị Mỹ Nữ, Lương Quốc Việt, Nguyễn Tấn Ken, Đinh Lê Cao Kỳ, và Lê Thể Truyền. “Nghiên cứu thiết Kế Và Mô phỏng bộ chuyển đổi Siêu âm”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 21, số p.h 11.1, Tháng Mười-Một 2023, tr 29-35, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/8787.
