Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" разработали метод проектирования ультразвуковых ножей для резки сотовых материалов, которые применяются в авиационной и космической отрасли. Созданное математическое описание значительно ускорит разработку отечественных режущих инструментов данного типа, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

"Разработанное нами математическое описание позволяет значительно сократить время проектирования ультразвуковых режущих инструментов данного типа. В результате проведенных работ <...> был создан набор ультразвуковых ножей различной геометрии, который в данный момент находится в эксплуатации. Одним из результатов данного подхода к разработке стал уникальный дисковый ультразвуковой нож, не требующий вращения при работе", - привели в пресс-службе слова доцента кафедры электроакустики и ультразвуковой техники (ЭУТ) СПбГЭТУ "ЛЭТИ" Алены Вьюгиновой.

Как рассказали в пресс-службе ЛЭТИ, сотовые панели являются легким и прочным конструкционным материалом, который представляет собой два жестких внешних слоя, соединенные ячеистой структурой. Такие панели находят широкое применение в различных областях, в частности, в космической отрасли. Важным этапом в процессе создания конструкций, содержащих сотовые панели, является раскрой этого материала для выполнения конкретных требований по размерам и толщине. Однако механическая обработка представляет собой непростую задачу из-за сложного строения сот. Применение традиционных технологий может приводить к смятию структуры, формированию рваных краев у изделий.

Поэтому одной их перспективных технологий, которая решит проблемы раскроя сотовых панелей, является ультразвуковая (УЗ) резка. При этом проектирование инструментов для УЗ резки является сложной задачей. Это связано с геометрическими особенностями инструментов, например, они должны иметь сложную треугольную или дисковую форму, особую заточку, при этом сохранять свойства ультразвукового резонатора.

По данным университета, в своей работе ученые сначала рассмотрели различные варианты геометрии ультразвуковых ножей с помощью численного метода, который позволяет учитывать сложные элементы конструкций. В результате был получен обширный набор данных, на основе которого были построены графики соответствующих зависимостей волновых размеров. Для экспериментального подтверждения корректности полученных результатов было изготовлено несколько образцов ультразвуковых ножей: три треугольных и два дисковых. Полученные данные полностью подтвердили результаты моделирования.