Модальная классификация и проектирование сонотродов для ультразвуковой обработки материалов

Abstract

Показано, что широкий класс сонотродов (волноводов-инструментов, концентраторов), используемых в технологических установках для ультразвуковой обработки материалов, допускает систематизацию по модальному признаку. Типы реализуемых в них движений могут быть соотнесены с характерными участками ветвей частотных спектров прямоугольника и сплошного конечного цилиндра. По расположению этих участков в спектре типы сонотродов определяются как низко- или высокочастотные. Особенности структуры резонансной моды позволяют выделить три типа элементов - одномодовые, конвертеры и многоступенчатые. Предложена соответствующая маркировка сонотродов. Рассмотрены основные этапы и математический аппарат их проектирования.

Показано, що широкий клас сонотродів (хвилеводів-інструментів, концентраторів), використовуваних у технологічних установках для ультразвукової обробки матеріалів, допускає систематизацію за модальною ознакою. Типи реалізованих у них рухів можуть бути співвіднесені з характерними ділянками гілок частотних спектрів прямокутника і суцільного кінцевого циліндра. За розташуванням цих ділянок у спектрі типи сонотродів визначаються як низько- чи високочастотні. Особливості структури резонансної моди дозволяють виділити три типи елементів - одномодові, конвертери й багатоступінчасті. Запропоновано відповідне маркування сонотродів. Розглянуті основні етапи й математичний апарат їхнього проектування.