Моделирование продольно-крутильного преобразователя ультразвукового медицинского инструмента

Исследованы малые колебания пространственного винтового стержня, входящего в состав продольного-крутильного преобразователя ультразвукового медицинского инструмента. Разработан алгоритм определения собственных частот и форм колебаний системы методом начальных параметров. На базе этого алгоритма в математическом пакете MATLAB выполнен расчет реального упругого элемента продольно-крутильного преобразователя. Полученные собственные частоты позволяют обеспечить работу ультразвукового медицинского инструмента в резонансном режиме.

Литература

[1] Кудряшев С.Б. Решение задачи анализа и синтеза продольно-крутильного ультразвукового волновода. Молодой исследователь Дона, 2018, № 4(13), c. 74–76. URL: http://mid-journal.ru/upload/iblock/214/15_760_Kudryashev_74_76.pdf (дата обращения 15 декабря 2020).

[2] Пья Пьо Аунг, Григорьев Ю.В. Численный метод расчета нелинейной упругой характеристики продольно-поперечного преобразователя, Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2020, № 9, с. 3–8.

[3] Cardoni A., Harkness P., Lucas M. Ultrasonic Rock Sampling Using Longitudinal-Torsional Vibrations. Physics Procedia, 2010, no. 3, pp. 125–134, doi: 10.1016/j.phpro.2010.01.018

[4] Rongqi Wang, Zhiwei Zhu, Qiang Liu, Xiaoqin Zhou. Compliant linear-rotation motion transduction element based on novel spatial helical flexure hinge. Mechanism and Machine Theory, 2015, no. 92, pp. 330–337, doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2015.06.005

[5] Zhou G., Zhang Y., Zhang B. The Complex-mode Vibration of Ultrasonic Vibration Systems. Ultrasonics, 2002, vol. 40, pp. 907–911, doi: 10.1016/s0041-624x(02)00224-x

[6] Pyae Phyo Aung, Grigoryev Y.V. Waveguide modal analysis of the ultrasonic medical instrument. Journal of Physics: conference series, 2020, vol. 1479, no. 012121, doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1479/1/012121

[7] Svetlitsky V.A. Engineering Vibration Analysis: Worked Problems. B. 2. Berlin, Springer, 2010. 343 p.

[8] Тарасова Г.Б., Дюдин Б.В. Ультразвуковой инструмент Ultrasonic tool. Известия ЮФУ. Технические науки, 2004, № 1(36), с. 122–126.

[9] Бидерман В.Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика Mechanics of thin-walled structures. Static. Москва, URSS, 2017. 485 с.

[10] Красноруцкий Д.А., Левин В.Е., Пустовой Н.В. Нелинейная динамика тонких упругих стержней. Нелинейные колебания механических систем. Тр. IX Всеросс. науч. конф., Нижний Новгород, Изд-во Наш дом, 2012, с. 557–565.

[11] Наумов А.М. Применение метода последовательных нагружений при решении задач механики плоских стержней. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2016, № 12, с. 33–42, doi: 10.18698/0536-1044-2016-12-33-42

[12] Гаврюшин С.С., Барышникова О.О., Борискин О.Ф. Численный анализ элементов конструкций машин и приборов Numerical analysis of structural elements of machines and devices. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 479 с.

[13] Левин В.Е., Пустовой Н.В. Механика деформирования криволинейных стержней Mechanics of deformation of curved rods. Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2008. 208 с.

[14] Svetlitsky V.A. Engineering Vibration Analysis: Worked Problems. B. 1. Berlin, Springer, 2004. 316 p.

[15] Акопян Б.В., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Ультразвук в медицине, ветеринарии и экспериментальной биологии. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 224 с.