More documents

Recommendations

Info

УДК 539.1С. Н. ИСАКОВ, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., НТУ «ХПИ»ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НЕЛИНЕЙНЫХПРОЦЕССОВ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХИНСТРУМЕНТОВПропонується метод побудови амплітудно-частотної характеристики УЗ технологічного інструментаз використанням апроксимації нелінійної динамічної характеристики в зоні контакту.Розглянуто два випадки подачі УЗТІ – кінематична та силова. Проведено аналіз поведінки АЧХпри зміненні параметрів технологічного процесу.Ключові слова: ультразвукові інструменти, нелінійні процеси, математичне моделювання,зона контакту.Предложен метод построения амплитудно-частотной характеристики УЗ технологического инструментас использованием аппроксимации нелинейной динамической характеристики в зонеконтакта. Рассмотрены два случая подачи УЗТИ – кинематическая и силовая. Проведен анализповедения АЧХ при изменении параметров технологического процесса.Ключевые слова: ультразвуковой инструмент, нелинейные процессы, математическоемоделирование, зона контакта.The method of US technological instrument amplitude-frequency characteristic construction with theuse of nonlinear dynamic description approximation in the contact zone is proposed. Two cases of USTIsupplying - kinematics and power are considered. The analysis of AFC at the change of technologicalprocess parameters is conducted.Keywords: ultrasonic instruments, nonlinear processes, mathematical design, contact zone .Описание проблемы. Отдельные составные части и элементы ультразвуковых(УЗ) технологических инструментов (УЗТИ), имеют между собойсиловые, кинематические и инерционные связи, а также используют различныесистемы управления, в том числе, и с обратной связью. Во многих случаяхявления, происходящие в таких системах, в принципе не могут быть исследованыс помощью линейных моделей. Возникновение нелинейности обусловленоразличными факторами:– нелинейностью упругих (жесткостных) характеристик отдельных элементови материалов;– нелинейностью внешних сил, нагружающих рабочие органы– нелинейностью системы управления.Большинство технологических процессов, выполняемых с использованиемУЗТИ, отличаются тем, что на рабочий орган кроме формообразующегодвижения подачи относительно обрабатываемого изделия или среды сообщаютсявысокочастотные колебания определенного направления, частоты иинтенсивности. Ультразвуковые установки и аппараты относятся к общему© С. Н. Исаков, 2012ISSN 2078-9130. Вісник НТУ «ХПІ». 2012. № 55 (961) 73
классу высокочастотных вибрационных систем, однако они выделяются вотдельную группу по следующим основным причинам. Первая определяетсяпринципиальными особенностями поведения материалов и сред в ультразвуковомполе. Вторая причина обусловлена спецификой конструктивных особенностейосновных элементов таких систем, которые представляют собойсложные составные колебательные системы прямолинейной, криволинейнойи объемной формы, составленные, как правило, из неоднородных участковактивных и пассивных материалов и работающие в режиме высокоскорстногорезонансного нагружения в условиях плотного и кратного спектра частот.Основные соотношения. Наиболее распространенным подходом к анализудинамических нелинейных процессов УЗТИ является исследование такназываемой силовой динамической характеристики f = f ( u,u) колебательногопроцесса [1], которую после проведения гармонической линеаризации записываютв виде:0f ( u , u l l l) ≈ Pl( v,al) + [ k(v,al) + jωb(v,al)] u . (1)где v – скорость подачи; u 0 (t) – колебательная составляющая перемещения,a l – комплексная амплитуда колебаний. При этом перемещение рабочегооргана в зоне контакта представляется как:0 u( t) ≈ vt + u ( t) = vt + a exp( jωt), (2)Представляя уравнение колебаний УЗТИ под нагрузкой в виде:*u(t)= u ( t)− L(p)f ( u,u) , ( p = ∂ / ∂t)(3)где a *( ω)– комплексная амплитуда колебаний без нагрузки, а L(p) – оператординамической податливости системы в зоне обработки, при p = jω, уравнениедля комплексной амплитуды колебаний в зоне обработки записываетсяв виде:F(ω)a =, (4)W ( jω)+ k(v,a)+ jωb(v,a)−1*где W ( jω)= L ( jω)– динамическая жесткость системы; F ( ω)= a ( ω)W ( jω)– эквивалентная возбуждающая сила, создаваемая преобразователем УЗТИ.Коэффициенты k и b описываются формулами:Dω⎛ v ⎞D ⎛ v ⎞k ( v, a) = K⎜⎟ ; b ( v, a) = B⎜⎟ , (5)πv⎝ aω⎠ πv⎝ aω⎠где D – сила, прикладываемая к инструменту при обработке в отсутствииультразвуковых колебаний.Графики функций K(v/aω) и B(v/aω) показаны на рис. 1, а представленныена рис. 2 графики позволяют установить связь между постоянной составляющейсилы воздействия в зоне обработки P и скорости v обработки в зависимостиот параметров УЗТИ.74 ISSN 2078-9130. Вісник НТУ «ХПІ». 2012. № 55 (961)
Page 1 and 2:
ISSN 2078-9130ВІСНИКНАЦІ
Page 3:
Вісник Національно
Page 6 and 7:
принят кандидатом
Page 9 and 10:
А. М. Журавлевой и О.
Page 11 and 12:
ции (1976 г.), орденом
Page 13 and 14:
ук.- Х.: 1955. - 12 с. 4. Бо
Page 15 and 16:
следующие формулы:
Page 18 and 19:
m+ 1 tε ω+( ) ( ) .1 0,5∫ gmt
Page 20 and 21:
ты количества движ
Page 22 and 23:
туды импульсов U с ,
Page 24 and 25: напряжения на конд
Page 26 and 27: напряжений построе
Page 28 and 29: ∂ u 1ε ij= u i j+ u j i+ u k iu,
Page 30 and 31: сти (6) выбираем зна
Page 32 and 33: Введение. Одним из
Page 34 and 35: ∂ψ ∂ψx y ∂ψ ∂ψψ xy = +
Page 36 and 37: На рис. 2, а показано
Page 38 and 39: c = 10 5 Н/м (кривая 5) е
Page 40 and 41: которой величина н
Page 42 and 43: Рисунок 11 - Одиннад
Page 44 and 45: симметричной конст
Page 46 and 47: Рисунок 24 - Третий в
Page 48 and 49: Рисунок 36 - Шестой в
Page 50 and 51: Рисунок 48 - Девятый
Page 52 and 53: Рисунок 60 - Двенадц
Page 54 and 55: Рисунок 72 - Пятнадц
Page 56 and 57: variables functions and ANSYS. By t
Page 58 and 59: числения были повт
Page 60 and 61: Ψ - угол между осью x
Page 62 and 63: Вычисление микро н
Page 64 and 65: Табл. 4 и 5 показываю
Page 66 and 67: вен разности двух д
Page 68 and 69: безопасную работу
Page 70 and 71: Из предыдущего опы
Page 72 and 73: Однако, изменения т
Page 76 and 77: абРисунок 1 - График
Page 78 and 79: k1 = -0,1; k2 = 8,0167; k3 = -13,75
Page 80 and 81: Рисунок 5 - Распреде
Page 82 and 83: УДК 519:539:534С.В. КРАСН
Page 84 and 85: жидкости. Схема при
Page 86 and 87: Максимальные велич
Page 88 and 89: 2( x,t)∂ uu( x,t)= 0, = 0 при
Page 90 and 91: Тогда для изображе
Page 92 and 93: УДК 539.3О. О. ЛАРІН, к
Page 94 and 95: Рисунок 1 - Схема ко
Page 96 and 97: Під час досліджень
Page 98 and 99: Окрім СКЗ вібропри
Page 100 and 101: Список литературы:
Page 102 and 103: стях деформации (пр
Page 104 and 105: гдеcrεij - тензор ско
Page 106 and 107: абРисунок 5 - Перера
Page 108 and 109: Выводы. Для изучени
Page 110 and 111: нутого образца. В с
Page 112 and 113: pгде εi- интенсивнос
Page 114 and 115: = H11εr + H12ε θ ;θ H ε 21 r+
Page 116 and 117: Кинетический закон
Page 118 and 119: личение давления а
Page 120 and 121: Особенности модели
Page 122 and 123: расчетных точек в э
Page 124 and 125:
сеточной дискретиз
Page 126 and 127:
Рисунок 4 - Поперечн
Page 128 and 129:
абРисунок 8 - Амплит
Page 130 and 131:
ции такого вида пол
Page 132 and 133:
моделирующих навес
Page 134 and 135:
J Ψ + c ϕazy∗2⎡ 1my + byy+ c
Page 136 and 137:
Структурная схема
Page 138 and 139:
ключить влияние ве
Page 140 and 141:
Общие соотношения
Page 142 and 143:
Колебания прямоуго
Page 144 and 145:
s K - положительные к
Page 146 and 147:
2 ⎧ 4G( 0,0, − sK) = f2( δ )
Page 148 and 149:
ленном крае пласти
Page 150 and 151:
чия жесткого тела н
Page 152 and 153:
Чтобы определить н
Page 154 and 155:
( n+1)1εK= arctg, (21)( n)χ ⎡*
Page 156 and 157:
Рисунок 1 - Графики
Page 158 and 159:
С целью дальнейшей
Page 160 and 161:
упругой анизотропи
Page 162 and 163:
тигло 56 %, а σ Т упал
Page 164 and 165:
УДК 539.3С. Ю. СОТРИХИ
Page 166 and 167:
Рисунок 2 - Блок-схе
Page 168 and 169:
УДК 539.1А. В. СТЕПУК,
Page 170 and 171:
сти деформирования
Page 172 and 173:
УДК 534.1:539.3А. Н. ШУПИ
Page 174 and 175:
Рассмотрим цилиндр
Page 176 and 177:
Рисунок 2 - Кристалл
Page 178 and 179:
стержни отжигались
Page 180 and 181:
с. 12. Шупиков А. Н. Не
Page 182 and 183:
- неравномерность п
Page 184 and 185:
Меридиональное сеч
Page 186 and 187:
Рисунок 4 - Расчетны
Page 188 and 189:
ЗМІСТКедровская О.
Page 190:
НАУКОВЕ ВИДАННЯВІС
show all

55'2012 - ÐÐ°ÑÐºÐ¾Ð²Ð¾-ÑÐµÑ Ð½ÑÑÐ½Ð° Ð±ÑÐ±Ð»ÑÐ¾ÑÐµÐºÐ° ÐÐ¢Ð£ "Ð¥ÐÐ" - ÐÐ°ÑÑÐ¾Ð½Ð°Ð»ÑÐ½Ð¸Ð¹ ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

55'2012 - ÐÐ°ÑÐºÐ¾Ð²Ð¾-ÑÐµÑÐ½ÑÑÐ½Ð° Ð±ÑÐ±Ð»ÑÐ¾ÑÐµÐºÐ° ÐÐ¢Ð£ "Ð¥ÐÐ" - ÐÐ°ÑÑÐ¾Ð½Ð°Ð»ÑÐ½Ð¸Ð¹ ...