كاربرد روش اجزاء محدود در طراحي و ارزيابي عملكرد هورن برش فراصوتي

برش مواد يكي از فرايندهاي پركاربرد صنعتي مي‌باشد كه همواره با چالش‌هايي همراه است. يكي از اين چالش‌ها قابليت برش مواد با قابليت كشساني بالا مانند لاستيك و يا مواد نرم و ترد مانند كيك است. به‌منظور بالابردن طول عمر ابزار و دستيابي به سطح برش مناسب و دقيق و دست‌يابي به سرعت برش بالا از فناوري ارتعاشات توان بالاي فراصوتي در صنايع مدرن توليد تاير و لاستيك و صنايع غذايي استفاده مي‌شود. طراحي مناسب ابزار برش فراصوتي تضمين‌كننده عملكرد مناسب و طول عمر ابزار است. طراحي و ساخت هورن‌هاي برشي فراصوتي به‌دليل تأثيرگذاري عوامل متنوع در شكل و ابعاد قطعه از پيچيدگي‌هايي برخوردار است. در مقاله حاضر اثر پارامترهاي ابعادي طراحي هورن، بر دو عامل خروجي مهم يعني فركانس تشديد شكل مود ارتعاش طولي و يكنواختي ارتعاشات سطح جلو تيغه برش فراصوتي از جنس آلياژ تيتانيوم مورد بررسي و تحليل قرار گرفته است. نتايج نشان داده است كه با استفاده از بهبود طراحي در نرم‌افزارهاي اجزاء محدود مي‌توان به يك تيغه برشي با فركانس نزديك به فركانس نامي طراحي و با بيشترين يكنواختي دامنه ارتعاشي در سطح جلو هورن دست يافت.