Концентратор крутильный

Глава 3. Стержневые крутильные концентраторы............................307 [c.288]

Волноводные свойства крутильных концентраторов................313 [c.288]

Эта система громоздка, неудобна и чрезвычайно невыгодна энергетически. Электрические колебания при помощи вибраторов преобразовываются в продольные механические эти продольные колебания в концентраторах превращаются в те же колебания большей амплитуды наконец, последние преобразовываются в крутильные. Так как к.п.д. каждого из этих преобразований отнюдь не равен единице, то полный к.п.д. всей системы оказывается очень малым. [c.289]

Отсюда по заданному /с находятся величины В д. Из них выбирается определенное значение Вд, такое, чтобы размер дискового преобразователя соответствовал, например, размерам крутильного концентратора, присоединяемого к преобразователю. [c.302]

Координата г определяет радиус окружности, находящейся внутри первого диска радиуса го. По-видимому, следует присоединять крутильный концентратор к дисковому преобразователю там, где амплитуда смещений максимальна, т. е. по окружности радиуса г . [c.303]

СТЕРЖНЕВЫЕ КРУТИЛЬНЫЕ КОНЦЕНТРАТОРЫ [c.307]

В этой главе на основе решения волнового уравнения для крутильных колебаний неоднородного стержня дается ряд соотношений, необходимых для практических расчетов при конструировании стержневых крутильных концентраторов. [c.307]

Расчет крутильных концентраторов [c.307]

Нужно только не забывать, что уравнение (48) выведено в предположении, что при колебаниях стержня его сечения поворачиваются как целое, не искажаясь. В крутильных концентраторах это условие может нарушаться, так как могут возникнуть колебания сложной формы, для которых уравнение (48) неприменимо. Как следует из изложенного в гл. 1, даже для однородного стержня волновое уравнение для гармонических волн в случае искажения сечений будет суш ественно сложнее, чем уравнение (48) [см. выражение (16)]. Однако при практических расчетах все же можно применять уравнение (48), имея в виду, что в выполненном в материале концентраторе при его возбуждении принципиально можно ожидать возникновения сложных крутильных колебаний (типа колебаний с узловыми цилиндрами). [c.307]

Второе обстоятельство, на которое следует обратить внимание, состоит в том, что если крутильный вибратор обеспечивает не чисто крутильное возбуждение концентратора, в последнем могут возникнуть другие колебания кроме крутильных. [c.307]

Уравнение (38) получено без учета механических потерь в материале концентратора. Между тем при выборе слишком больших коэффициентов усиления может происходить разогрев и даже разрушение концентратора в зоне пучности деформаций. Чтобы этого не случилось, необходимо, используя выведенные ниже соотношения для распределения крутильных деформаций, определять величину максимальных напряжений в кон- [c.307]

Поскольку имеется формальное сходство между волновыми уравнениями для продольных и крутильных концентраторов, расчеты, изложенные ниже, проводились согласно методике, приведенной в работе [20]. [c.308]

Общий анализ уравнения для крутильных концентраторов дан в работе [31]. [c.308]

Выражение (59) определяет дисперсионную зависимость фазовой скорости крутильных колебаний в зависимости от коэффициента у, характеризующего крутизну сужения концентратора. Легко показать, что эта скорость Скр превышает значение скорости в стержне постоянного сечения Скр. Действительно, подставляя к = со/Скр в выражение (59) и производя простые преобразования, получим [c.309]

Совершенно аналогичный расчет был проведен нами для экспоненциального крутильного концентратора (см. рис. 15, б) [c.311]

Очень существенной характеристикой крутильных концентраторов являются их волноводные свойства [21—23]. [c.313]

При практическом использовании концентратор нагружается определенным образом. Так, в случае экспресс-испытаний материалов к концентратору присоединяется стержень из испытуемого материала и в определенном сечении этого стержня обеспечиваются значительные крутильные (сдвиговые) напряжения, обусловливающие повышенные потери энергии на внутреннее трение (активные потери). [c.313]

Как следует из работы [23], акустическое входное сопротивление полуволнового экспоненциального крутильного концентратора Zвx.э будет равно [c.314]

При практическом использовании крутильных колебательных систем возникает необходимость в их креплении. Основные требования к системе крепления — минимальный отвод в нее акустической энергии и минимальное внесение добавочной реактивности, расстраивающей систему. Вообще говоря, этим требованиям удовлетворяет способ крепления в узловой плоскости для углов поворота. Положение этой плоскости (координату ж (р=о) можно точно рассчитать по соотношениям, приведенным в табл. 1. Такое крепление колебательной системы имеет ряд несомненных преимуществ относительная простота конструкции, возможность точного расчета места крепления и т. д. Однако в ряде случаев оно может быть неудобно с конструктивной точки зрения именно в силу фиксированного положения места крепления. Необходимо также иметь в виду, что координаты XI ф=о рассчитывались при условии идеального согласования или отсутствия нагрузки (см. гл. 3). На практике такие условия могут иногда не выполняться. Поэтому, как очевидно из расчетов, приведенных в гл. 3, изменение граничных условий по сравнению с указанными изменит (для концентраторов с плавным изменением сечения) резонансную длину концентратора и координату а <р=о- Рассчитать эти величины часто невозможно, поскольку затруднительно задание граничных условий, характеризующих нагрузку. Однако координата х ф=о может быть найдена экспериментальным путем, когда система работает под нагрузкой. [c.315]

Рис. 21. Продольно-крутильный ступенчатый концентратор [26, 27]

Рис. 22. Частотная характеристика продольно-крутильного ступенчатого концентратора (а) и изменение направления колебаний точек поверхности у его конца в зависимости от частоты (б)

Рис. 28. Распределение крутильных и продольных колебаний в концентраторе, показанном на рис. 27

Рис. 30. Распределение продольных и крутильных колебаний в концентраторе (рис. 27) в процессе сварки листовых металлов

Неоднородности сечения второй ступени типа спиральных канавок позволяют получить в ряде слзгчаев п-к колебания на конце концентратора, причем крутильная составляющая превосходит продольную, [c.325]

Степень преобразования продольных колебаний в крутильные с помощью ступенчатых концентраторов зависит, по-видимому, от глубины спиральных канавок и их шага и увеличивается в определенных пределах с увеличением глубины канавок и уменьшением их шага. [c.325]

Максимальная степень преобразования продольных колебаний в крутильные с помощью ступенчатого концентратора о канавками достигается в слзгчае переменного, плавно уменьшающегося к свободному [концу концентратора шага канавок. [c.325]

А. В. Харитонов. Крутильные ультразвуковые концентраторы. Акуст. ж., [c.326]

Расчет концентраторов и стержней постоянного сечения, работающих в режиме продольных, изгибных и крутильных колебаний, основывается на фундаментальных положениях теории колебаний [46,. 48 и др. ]. Не останавливаясь на этих специальных разделах тес ии, приведем основные формулы, позволяющие рассчитать необходимые типы волноводов. [c.78]

I — вибратор 2 — канавка 3 — концентратор 4 — метчик 5 — направление продольных колебаний б—направление крутильных колебаний 7 — инструмент 8 — заготовка [c.403]

Крутильная сварочная колебательная система в принципе существенно проще продольно-поперечной и обладает тем же основным достоинством — осевым приложением силы N. Из-за недостаточного развития техники получения мощных крутильных колебаний, для возбуждения крутильных колебаний в этой системе сейчас используют довольно сложное и не очень эффективное устройство из трех преобразователей с концентраторами, которые расположены под углом 120° один к другому (рис. 23, а). Однако [c.97]

Крутильная сварочная система (см. рис. 23) может быть рассчитана с использованием данных работ [71, 79], причем можно использовать как прямые крутильные стержни, так и крутильные концентраторы. Для возбуждения крутильных колебаний стержня можно использовать одну из схем рис. 23 (данные, относящиеся к изображенным крутильным вибратору и концентратору, можно найти в работе [71]). Чтобы найти для крутильных систем расстройку А/ по выражению (17) и скорректировать ее размеры, получаемые из расчета в режиме холостого хода, надо иметь эквивалентную массу крутильного стержня Эту массу можно вы- [c.104]

Крутильная сварочная колебательная система проще продольно-поперечной и обладает тем же достоинством — осевым приложением силы N. Для возбуждения крутильных колебаний стержня используют три преобразователя с концентраторами, расположенными под углом 120° друг к другу. Колебания крутильной системы можно возбудить специальным крутильным преобразователем [15]. Для анализа условий работы сварочной системы надо знать характеристики нагрузки, с которой система связана через сварочный наконечник. Часть ультразвуковой энергии, поступающей в зону сварки, необратимо рассеивается в виде тепла, т. е. нагрузка имеет активную компоненту сопротивления. Это означает, что через колебательную систему в нагрузку передается энергия колебаний —в системе существует бегущая волна. Исследуемую систему погружают в ванну с водой до половины диаметра изгибно-колеблющегося стержня и включают колебания. На рис. 14 [48] показана фотография, на которой виден различный характер колебаний в рабочей части стержня (между опорой 3 и продольно-колеблющимся концентратором 2), где отсутствует узел изгибных колебательных смещений, и в опорной части стержня (между концентратором 2 и массой 1), где регулярно чередуются узлы [c.148]

В дальнейшем, при рассмотрении крутильных концентраторов (гл. 3), нам понадобится уравнение крзггильных колебаний неоднородного стержня. Это уравнение может быть получено из (10) путем формальной подстановки выражения для в виде [c.293]

Все необходимые расчетные соотношения для экспоненциального и катеноидального концентраторов даны в табл. 1. Там же приведены некоторые соотношения для ступенчатых крутильных концентраторов показанных на рис. 15, в и г [21]. Сразу же сделаем ряд замечаний. Как видно из таблицы, резонансная длина концентраторов с плавным изменением сечения несколько больше, чем ступенчатых. [c.311]

Основные расчетные соотношення для крутильных концентраторов различных типов [c.312]

Первая продольно-крутильная система (рис. 21) была предложена и исследована М. Г.Сиротюком [26,27].Как видно из рисунка,на второй ступени концентратора имеются постепенно углубляющиеся канавки они образуют спираль с плавно уменьшающимся шагом, так что у конца волновода они выходят под небольшими углами к торцу. Такого рода неоднородность поперечного сечения и приводит к возникновению крутильной составляющей колебаний. [c.320]

ВОЛНОВОД участок среды, ограниченный в одном или двух направлениях и служащий для передачи волн, напр, слой или труба, заполненные жидкостью или газом, стержень или пластина (твёрдые волноводы). Распространение волн в В. возможно как в виде плоской волны, тако11 же, как в неограниченных средах (слой и труба с жёсткими стенками), так и (при достаточной толщине слоя) в виде нормальных волн, образующихся в результате последовательных отражений от стенок (т. н. волноводное распространение нормальных волн в слоях и трубах), или в виде совместного распространения продольных и сдвиговых волн в твёрдых волноводах (см. Нормальные волны в пластинках и стержнях). В устройствах УЗ-вой технологии В. наз. также твёрдые звукопроводы прямые и изогнутые тонкие стержни и концентраторы служащие для передачи продольных, изгибных или крутильных колебаний от электроакустич. преобразователя к объекту ультразвукового воздействия. [c.65]

Замена стальных кованых валов литыми чугунными дает, как видно из предыдущего, большие технико-экономические преимущества, позволяя рационализировать конструкцию и сократить расходы на механическую обработку, а также потребность в поковках. Однако оценка целесообразности использования чугуна в качестве материала для коленчатых валов по сравнению со сталью может быть дана только на основании анализа всего комплекса факторов, влияющих на прочность и работоспособность коленчатого вала. Большое значение при этом имеют сопротивление усталости при изгибе, кручении, дем пфирующие свойства, чувствительность к резким переходам формы, надрезам и другим концентраторам напряжений. При одном и том же пределе прочности материала на растяжение пределы выносливости при изгибе чугунных валов такие же, как и стальных, а пределы выносливости при кручении у чугунных валов выше на 20—30%.Демпфирующая способность высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в 1,5—2 раза выше, чем у стали 40, а у молибденового чугуна с пластинчатым графитом примерно вдвое больше, чем у высокопрочного чугуна. В связи с этим использование чугунных валов оказывается особенно целесообразным при повышенной нагрузке от крутильных колебаний. [c.154]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...