19132

272 گلپايگان

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1402

75ص.: مصور، جدول، نمودار

1402/10/09

كتابنامه

مهندسي مكانيك

فني مهندسي گلپايگان

1402/10/09

272

چكيده مبدل بخش مهمي از سيستم ابزار آلتراسونيك است. بسياري از عوامل، از جمله كيفيت ساخت مكانيكي و الكتريكي و شرايط بار مكانيكي و الكتريكي خارجي، بر رفتار مبدل تأثير مي گذارد. بهينه‌سازي مبدل‌هاي اولتراسونيك پيزوالكتريك به طور سنتي از طريق آزمون و خطا انجام مي‌شد كه تا حدودي توسط شبيه‌سازي‌هاي يك بعدي هدايت مي‌شد كه غالبا با توجه به پيشرفت مبدل‌ها يك روش شبيه‌سازي جامع نياز مي‌باشد. بدين منظور در اين پايان نامه از نرم افزار شبيه سازي كامسول استفاده شده است و تحليل اجزاي محدود ارتعاشات مكانيكي مبدل انجام شد و ماكزيمم جابجايي نوك مبدل كه همان قسمت ابتدايي مچينگ است در فركانس تشديد بدست آمد تلفات الكتريكي و تلفات مكانيكي بكينگ و مچينگ برسي شد.و قسمت هايي همچون تلفات ناشي از اصطكاك قطعات و تلفات دي‌الكتريك از منابع مرجع استفاده شد. واز آناليز حرارتي، هدايت، همرفت و تشعشع اجزا در نظر گرفته شده تحليل دماي سطح مبدل برسي شد. و برسي هاي انجام شده با نتايج تست هاي تجربي بيان شده در مقالات مرجع مقايسه و صحت سنجي شده است. با توجه به مدلسازي سه بعدي در نرم افزار كامسول كه يك نرم افزار شبيه سازي چندفيزيكي است مي توان به نتايج دقيق‌تري در تحليل اجزاي محدود مبدل دست يافت و تاثير پارامترهاي ابعاد طولي و جنس لايه هاي مبدل در دامنه ارتعاشات حاصله در فركانس تشديد و ميزان تلفات مبدل بررسي شده است. و انتخاب بهترين ابعاد و جنس ها براساس نتايج پيشنهاد شده است.

Abstract The transducer is an important part of the ultrasonic instrument system. Many factors, including mechanical and electrical build quality and external mechanical and electrical load conditions, affect transducer behavior. The optimization of ultrasonic piezoelectric transducers was traditionally done through trial and error, which was guided to some extent by one-dimensional simulations, which often requires a comprehensive simulation method due to the advancement of transducers. For this purpose, in this thesis, Comsol simulation software has been used and finite element analysis of the mechanical vibrations of the transducer has been performed, and the maximum displacement of the transducer tip, which is the initial part of matching, was obtained at the resonans frequency. the mechanical losses of the transducer have been compared and verified with the results of experimental tests stated in the reference articles. According to the three-dimensional modeling in the Comsol software, which is a multiphysics simulation software, more accurate results can be obtained in the finite element analysis of the transducer and the effect of the parameters of the length dimensions and the material of the transducer layers on the amplitude of the resulting vibrations in the resonance frequency and the amount of losses in the transducer is checked.

حامد رضوي بني

مصطفي نصيري , مرضيه رضازاده