Тадқиқоти академӣ, забони фаҳмо

Verianla | Тадқиқоти академӣ ва илм ба забони тоҷикӣ

27 сентябр 2026, якшанбе
VERİANLAНашри мустақили илмӣ
Кушодан ё бастани меню
...
Саҳифаи асосӣ / Илмҳои амалӣ / Муҳандисӣ / Таҳқиқи виброактуатори пневматикии дорои ду дараҷаи озодӣ
Муҳандисӣ

Таҳқиқи виброактуатори пневматикии дорои ду дараҷаи озодӣ

Ин таҳқиқот виброактуатори пневматикии дорои ду дараҷаи озодиро меомӯзад, ки бо ҳавои фишурда худларзиш ҳосил мекунад ва дар дохили як корпуси механикӣ ҳам ларзиши меҳварии пешу қафо ва ҳам ҳаракати гардиширо иҷро карда метавонад.

12/08/2026  Veri Anla 14 боздид
Таҳқиқи виброактуатори пневматикии дорои ду дараҷаи озодӣ

Ин таҳқиқот виброактуатори пневматикии дорои ду дараҷаи озодиро меомӯзад, ки бо истифода аз ҳавои фишурда худларзиш ҳосил мекунад ва дар дохили як корпуси механикӣ ҳам ларзиши меҳварии пешу қафо ва ҳам ҳаракати гардиширо иҷро карда метавонад. Бар хилофи виброактуаторҳои анъанавии якҳаракатӣ, ҷисми корӣ ҳангоми ларзиш дар тӯли меҳвар ҳамзамон гирди меҳвари худ низ мегардад.

Механизми асосии кори система ба таъсири мутақобилаи сарфи воридотӣ ва баромадии ҳавои фишурда дар дохили виброактуатор бо системаи механикии пружина–масса асос меёбад. Вақте фишори камера баланд мешавад, сарпӯши ҳаракаткунанда дар самти меҳвар ҷой иваз мекунад; калон шудани кушодагӣ хориҷшавии ҳаворо зиёд карда фишорро паст мекунад ва системаи пружина сарпӯшро ба самти муқобил ҳаракат медиҳад. Вақте ин бозхӯрди фишор–ҳаракат пайваста такрор мешавад, бе татбиқи ангезиши механикии даврӣ аз берун худларзиш ба вуҷуд меояд.

Дараҷаи дуюми озодӣ тавассути каналҳои моили баромади ҳаво дар сарпӯш ба вуҷуд оварда мешавад. Ҳавои аз ин каналҳо баромада ҷузъи тангенсиалии импулсро ба вуҷуд меорад ва гардиши сарпӯшро таъмин мекунад. Ҳамин тавр, дар як сохтори пневматикӣ ларзиши хаттӣ ва ҳаракати гардишӣ ҳамзамон тавлид мешаванд.

Муҳаққиқон барои система модели нави математикӣ сохта, муодилаҳои ҳаракати механикӣ, тағйирёбии вобаста ба вақти фишори камера ва сарфҳои воридоту баромади ҳаворо якҷоя ҳал карданд. Барои ифодаи режимҳои критикӣ ва зери-критикии ҷараёни ҳаво муносибатҳои De Saint-Venant ва Vantzel истифода шуда, системаи муодилаҳои дифференсиалӣ ба тартиби якум табдил дода шуда, бо усули Runge–Kutta дар муҳити MATLAB R2025b ҳал карда шудааст.

Натиҷаҳои модел бо маълумоти аз дастгоҳи воқеии лабораторӣ гирифташуда муқоиса карда шуданд. Дар минтақаи кори омӯхташуда барои виброактуатор тақрибан 0,5–2,2 mm амплитудаи ларзиш, 40–51 Hz басомад, 200–450 N қувваи тавлидшуда, 0,6–2,4 rad/s суръати кунҷӣ ва 1,3–2,2 фишори нисбии таъминот гузориш шудааст.

Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки зиёд кардани фишори таъминот дар маҷмӯъ амплитудаи ларзиш ва суръати гардишро зиёд мекунад. Гузориш шудааст, ки дар шароити муайяни механикӣ ва геометрӣ бо тақрибан 1,5 баробар зиёд кардани фишори таъминот амплитудаи ларзиш метавонад тақрибан шаш баробар афзоиш ёбад. Баръакс, вақте фишурдашавии ибтидоии пружина аз ҳад зиёд карда шуд, барои оғози худларзиш фишори баландтар лозим гардид; дар таҳлили математикӣ бо фишурдашавии ибтидоии зиёда аз 1,5 mm худларзиш ба даст наомад.

Муайян гардид, ки геометрияи сӯрохи баромад низ аҳамияти критикӣ дорад. Дар ҳудудҳои муайян майдони калонтари баромади ҳаво суръати гардишро зиёд мекунад, аммо аз ҳад зиёд калон шудани кушодагӣ метавонад боиси аз даст рафтани динамикаи зарурии фишори камера ва нест шудани худларзиш гардад.

Аз нигоҳи Туркия: Таҳқиқот дар ягон мошин, хатти истеҳсолӣ ё системаи пневматикии мушаххас дар Туркия анҷом дода нашудааст. Бо вуҷуди ин, азбаски системаҳои ларзиши пневматикӣ метавонанд барои беҳтар кардани ҷараёни маводи хока ва гранулавӣ, зичкунӣ, ғизодиҳӣ, коркарди рӯй ва шиддат бахшидани равандҳои гуногуни истеҳсолӣ истифода шаванд, ин кор барои таҳқиқоти мошинсозӣ ва автоматикунонии равандҳо дар Туркия як принсипи механикии қобили татбиқ пешниҳод мекунад. Барои интиқол ба истифодаи воқеии саноатӣ сарфи ҳаво, самаранокии энергетикӣ, садо, муҳлати хизмат, такягоҳҳо, хастагӣ, тағйироти ҳарорат ва шароити воқеии бор алоҳида санҷида шаванд.

Ду дараҷаи озодӣ чӣ маъно дорад?

Дар виброактуатори омӯхташуда ҷисми кории ҳаракаткунанда ду ҷузъи мустақили ҳаракатро нишон медиҳад:

  • Ларзиши меҳварӣ: ҳаракати пешу қафои ҷисми корӣ дар тӯли меҳвари z.
  • Ҳаракати гардишӣ: ҳаракати кунҷии ҳамон ҷисм гирди меҳвари тӯлонии худ.

Ин ду ҳаракат на бо актуаторҳои ҷудогона, балки бо таъсирҳои гуногуни механикии як манбаи ҳавои фишурда ба вуҷуд меоянд. Ҳаракати меҳварӣ аз таъсири мутақобилаи фишори камера бо системаи пружина–масса, ва ҳаракати гардишӣ аз моменти ба вуҷудовардаи ҳавои аз каналҳои моили баромад хориҷшаванда сарчашма мегирад.

Худларзиш чӣ гуна ба вуҷуд меояд?

Ҳавои фишурда бо фишори \(P_1\) тавассути маҳдудкунанда ба камераи виброактуатор ворид мешавад. Вақте фишори \(P_K\) дар камера баланд мешавад, ба сарпӯши ҳаракаткунанда қувваи меҳварӣ таъсир карда, сарпӯш пружинаро фишурда ба боло ҳаракат мекунад.

Бо ҳаракати сарпӯш геометрияи кушодагии корӣ тағйир меёбад. Ҳангоми калон шудани кушодагӣ миқдори ҳавои аз камера хориҷшаванда зиёд мешавад. Пас аз як нуқта, азбаски миқдори ҳавои хориҷшаванда аз ҳавои воридшаванда зиёд мешавад, фишори камера ба паст шудан оғоз мекунад.

Вақте фишор паст мешавад, қувваи пружина бартарӣ пайдо мекунад ва сарпӯш ба самти муқобил ҳаракат мекунад. Ҳангоми хурд шудани кушодагӣ ҳаво боз дар камера ҷамъ мешавад, фишор дубора баланд мегардад ва раванд аз нав оғоз мешавад.

Ин даври такроршавандаи бозхӯрди пневматикӣ–механикӣ механизми асосии худларзишро ташкил медиҳад.

Муодилаи ҳаракати меҳварӣ

Ҳаракати хаттии ҷисми корӣ дар манбаъ чунин моделсозӣ шудааст:

\[ M\frac{d^2z}{dt^2} + K\frac{dz}{dt} + C(z(t)+H_z) = \pi r_k^2(P_K-P_{atm})-Mg \]

Дар ин ҷо:

  • \(z(t)\): ҷойивазкунии меҳварии ҷисми корӣ,
  • \(M\): массаи ҳаракаткунанда,
  • \(K\): коэффисиенти демпфиронӣ,
  • \(C\): сахтии пружина,
  • \(H_z\): фишурдашавии ибтидоӣ,
  • \(P_K\): фишори дохилии камера,
  • \(P_{atm}\): фишори атмосфера.

Муодила таъсири пружинаи механикӣ, демпфиронӣ, масса ва қувваи фишори пневматикиро дар як системаи динамикӣ муттаҳид мекунад.

Ҳаракати гардишӣ чӣ гуна моделсозӣ мешавад?

Ҷараёни аз ҳашт сӯрохи моили ҳаво дар сарпӯш баромада ба сарпӯш дар самти тангенсиалӣ момент мерасонад. Барои ҳаракати кунҷӣ дар манбаъ:

\[ I\frac{d^2\theta}{dt^2} + b\frac{d\theta}{dt} = N_hF_{hole}r_{mid}\sin\gamma \]

муносибат истифода мешавад.

Дар ин ҷо \(I\) моменти инерсияи сарпӯш, \(b\) коэффисиенти вобаста ба муқовимати ҳаво, \(N_h\) шумораи сӯрохиҳои баромад, \(F_{hole}\) қувваи телае, ки як сӯрох ҳосил мекунад, \(r_{mid}\) бозуи момент ва \(\gamma\) кунҷи моилии сӯрохи баромад нисбат ба нормали радиалӣ мебошад.

Ҳади \(\sin\gamma\) нишон медиҳад, ки чӣ қадар аз ҷузъи тангенсиалии ҷараёни ҳаво ба моменти гардишӣ табдил меёбад.

Чаро фишори камера собит нест?

Барои кори актуатор тағйирёбии фишори камера бо вақт аҳамияти критикӣ дорад. Бо равиши гази идеалӣ:

\[ \rho_K(t)=\frac{P_K}{RT_K} \]

муносибат истифода мешавад.

Тағйирёбии фишор бо вақт бо дарназардошти сарфи воридотӣ, ду сарфи гуногуни баромад ва ҳаҷми камера, ки сарпӯши ҳаракаткунанда тағйир медиҳад, чунин:

\[ \frac{dP_K}{dt} = \frac{RT_K}{V_K} \left( W_1-W_2-W_3-\rho_K\frac{dV_K}{dt} \right) \]

ифода мешавад.

\(W_1\) ҷараёни ҳавои воридшаванда ба камера, \(W_2\) ҳавои аз холигии корӣ хориҷшаванда ва \(W_3\) ҷараёни умумии ҳавои аз сӯрохиҳои моили сарпӯш ба берун баромадаро нишон медиҳад.

Ҳаракат ҳаҷми камераро низ тағйир медиҳад

Ҳаҷми камера ба мавқеи ҷисми корӣ вобаста аст:

\[ V_K= \pi r_k^2(l_k+z(t)) + \pi R_1^2l_1 \]

Аз ин рӯ:

\[ \frac{dV_K}{dt} = \pi r_k^2\frac{dz}{dt} \]

мешавад.

Ба ибораи дигар, ҳаракати механикии ҷисми корӣ фишорро тағйир медиҳад ва фишор боз ҳаракати механикиро тағйир медиҳад. Дар асоси даври бозхӯрде, ки ба система имкон медиҳад худларзиш ҳосил кунад, ҳамин пайванди дуҷониба қарор дорад.

Сарфи ҳаво чӣ гуна ҳисоб карда шуд?

Муҳаққиқон барои ҳисоб кардани воридоту баромади ҳаво мувофиқи режимҳои ҷараёни критикӣ ва зери-критикӣ муносибатҳои De Saint-Venant ва Vantzel-ро истифода карданд. Дар модел доимии махсуси газии ҳаво \(R=287\ \mathrm{J/(kg\cdot K)}\), ҳарорати таъминот бо фарзияи изотермӣ \(T_K=293\ \mathrm{K}\), таносуби гармии махсус \(\beta=1,405\) ва таносуби критикии фишор \(\lambda=0,528\) гирифта шудааст.

Гуфта шудааст, ки коэффисиентҳои муқовимат/холишии ҷараён одатан метавонанд дар ҳудуди 0,6–0,9 истифода шаванд.

Ҳалли ададӣ

Муодилаҳои механикии ҳаракати тартиби дуюм ва муодилаи фишори тартиби якум ба як системаи умумии динамикӣ табдил дода шуданд. Муодилаҳои тартиби дуюм ба системаи муодилаҳои тартиби якум табдил дода шуда, тағйирёбандаҳо дар қадамҳои вақт бо усули Runge–Kutta ҳал шуданд.

Таҳқиқоти ададӣ дар муҳити MATLAB R2025b анҷом дода шуданд.

Дастгоҳи таҷрибавӣ чӣ гуна сохта шуд?

Виброактуатори воқеӣ ба стенди лабораторӣ пайваст шуда, амплитудаи ларзиш, басомад ва суръати кунҷии ҷисми ҳаракаткунанда чен карда шуданд.

Аз ҷузъҳои асосии ченкунии истифодашуда дар системаи таҷрибавӣ:

  • сенсори ҷойивазкунии бетаъмоси Brüel & Kjær IN-081,
  • сенсори суръати кунҷии Brüel & Kjær P-95,
  • анализатори Vibrotest 60,
  • системаи таҳлилии PULSE 3560,
  • системаи ҳавои фишурда ва манометр

мебошанд.

Фишурдашавии ибтидоӣ ва фишори таъминот чӣ таъсир карданд?

Дар муқоисаи аввалини таҷриба/модел массаи корӣ тақрибан 1,45 kg, сахтии пружина 14,7 N/mm ва коэффисиенти демпфиронӣ 38,2 kg/s истифода шудааст.

P1/PatmHz (mm)Амплитудаи модел (mm)Басомади модел (Hz)Амплитудаи таҷриба (mm)Басомади таҷриба (Hz)
1,30,50,4540,250,5040,0
1,50,51,0541,861,1042,2
1,80,52,3241,502,1041,1
1,90,52,8141,052,4040,8
1,91,02,4543,861,8052,2
2,21,03,0341,802,2051,0

Ҷадвал нишон медиҳад, ки ҳангоми фишурдашавии ибтидоии 0,5 mm мувофиқати модел ва таҷриба, махсусан дар чор ҳолати аввал, хеле наздик аст. Вақте фишурдашавӣ ба 1,0 mm мерасад, фарқҳо ҳам дар амплитуда ва махсусан дар басомад бештар мешаванд.

Муҳаққиқон ин фарқро бо он мепайванданд, ки модел дар шароити фишурдашавии баландтар таъсирҳои ғайрихаттӣ ё талафоти иловагии энергияро ба таври кофӣ ифода намекунад.

Ҳангоми фишурдашавии ибтидоии баланд чӣ рӯй медиҳад?

Вақте фишурдашавии ибтидоӣ \(H_z=1,5\) mm буд, дар модел ба ҷои худларзиши пайваста афзоянда ҳаракати бо мурури вақт хомӯшшаванда мушоҳида гардид. Дар ин шароит ҷисми гардишӣ тақрибан дар 0,75 сония ба суръати гардиши тақрибан 35 rpm расид ва баъдан бо суръати тақрибан собит гардишро идома дод.

Ин натиҷа нишон медиҳад, ки худларзиши меҳварӣ ва ҳаракати гардишӣ ҳатман ҳамеша як хел рафтор намекунанд.

Фишори таъминот суръати гардишро чӣ гуна тағйир медиҳад?

P1/PatmHz (mm)Суръати кунҷии модел (rad/s)Суръати кунҷии таҷриба (rad/s)
1,30,50,690,60
1,50,50,851,50
1,80,51,171,90
1,91,01,792,00
2,21,02,142,40

Бо зиёд шудани фишор ҳам суръати кунҷии назариявӣ ва ҳам таҷрибавӣ дар маҷмӯъ зиёд мешавад. Бо вуҷуди ин, махсусан дар нуқтаҳои фишори нисбии 1,5 ва 1,8 фарқи байни модели ададӣ ва таҷриба назаррас аст. Аз ин рӯ, таҳқиқот дастгирӣ мекунад, ки модел тамоюлро ифода мекунад, аммо нишон намедиҳад, ки дар ҳамаи нуқтаҳои корӣ суръати кунҷиро бо дақиқии баланд пешгӯӣ мекунад.

Verianla Live: Суръати кунҷии таҷрибавӣ вобаста ба радиуси сӯрохи баромад

Ҷадвали намоёни зер суръатҳои кунҷии таҷрибавиро, ки дар Ҷадвали 4-и манбаъ барои ду радиуси гуногуни сӯрохи баромад дар ҳамон фишорҳои нисбии таъминот гузориш шудаанд, муқоиса мекунад. Ҳамаи қиматҳои суръати кунҷӣ бо воҳиди rad/s дода шудаанд.

 

P1/Patmrh = 0,5 mm таҷриба (rad/s)rh = 1,0 mm таҷриба (rad/s)Манбаъ
1.30.60.9Таҳқиқоти манбаъ, Ҷадвали 4
1.51.51.8Таҳқиқоти манбаъ, Ҷадвали 4
1.81.92.1Таҳқиқоти манбаъ, Ҷадвали 4

Verianla Live: Намоиш аз ҳамин ҷадвали намоёни маълумоти илмӣ дар тарафи браузер сохта мешавад. Ҷадвал ҳамчун source-of-truth-и илмӣ нигоҳ дошта мешавад.

Чаро сӯрохи баромад критикӣ аст?

Сӯрохиҳои моили баромади ҳаво ҳамзамон бо ҳосил кардани моменти гардишӣ суръати холишавии камераро низ тағйир медиҳанд. Аз ин рӯ, калон кардани сӯрох ду таъсири муқобил дорад: ҷараёни бештари ҳаво метавонад импулси гардишии бештар ба вуҷуд оварад; аммо агар майдони баромад аз ҳад зиёд калон шавад, дар камера тағйирёбии фишоре, ки барои нигоҳ доштани худларзиш зарур аст, ба вуҷуд наомада метавонад.

Дар манбаъ ҳангоми муқоисаи \(r_h=0,5\) mm ва \(r_h=1,0\) mm дида мешавад, ки сӯрохи калонтар суръати кунҷии таҷрибавиро дар се нуқтаи фишори омӯхташуда зиёд кардааст.

Дар таҳлили математикӣ ҳангоми зиёд кардани диаметри канали баромади ҳаво аз 1 mm то 2 mm суръати кунҷӣ афзуд; вақте диаметр ба 4 mm расонида шуд, худларзиш аз байн рафт ва суръати гардиш тақрибан ба 3,2 rpm паст шуд.

Диапазони асосии кори гузоришшудаи виброактуатор

ХусусиятДиапазон/қимати гузоришшуда дар манбаъ
Амплитудаи ларзиш0,5–2,2 mm
Басомад40–51 Hz
Қувваи тавлидшуда200–450 N
Суръати кунҷӣ0,6–2,4 rad/s
Массаи ҷисми корӣ1,45 kg
Фишори нисбии таъминот1,3–2,2

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

  • Дар як корпуси пневматикӣ худларзиши меҳварӣ ва ҳаракати гардишӣ якҷоя ҳосил карда шуданд.
  • Зиёд кардани фишори таъминот дар минтақаи кори омӯхташуда амплитудаи ларзишро дар маҷмӯъ зиёд кардааст.
  • Бо зиёд шудани фишори таъминот суръати кунҷии ҷисми кории гардишӣ низ дар маҷмӯъ афзудааст.
  • Фишурдашавии ибтидоӣ ба остонаи фишоре, ки дар он худларзиш оғоз мешавад, таъсири қавӣ расондааст.
  • Геометрияи сӯрохи баромад ба суръати гардиш ва устувории худларзиш таъсир расондааст.
  • Дар минтақаи фишурдашавии ибтидоии паст байни модели математикӣ ва ченкуниҳои лабораторӣ мувофиқати хуб мушоҳида шудааст.
  • Модел ва таҷриба тамоюлҳои якхелаи асосии параметрҳоро нишон додаанд.

Нуқтаҳое, ки таҳқиқот исбот накардааст

  • Модел дар ҳамаи шароити корӣ натиҷаҳои таҷрибавиро бо дақиқии баланд пешгӯӣ намекунад.
  • Модел рафтори изотермии ҳаворо фарз мекунад; тағйироти воқеии ҳарорат ба таври муфассал моделсозӣ нашудаанд.
  • Озмоишҳои дарозмуддати фарсудашавӣ, хастагӣ ва муҳлати хизмат гузориш нашудаанд.
  • Дар миқёси саноатӣ сарфи энергия ё самаранокии умумии пневматикӣ муқоиса нашудааст.
  • Сатҳи садо ва иҷрои акустикӣ ба таври миқдорӣ арзёбӣ нашудаанд.
  • Массаҳои гуногуни бор ва фазои васеи тарҳи геометрӣ ба таври таҷрибавӣ ҳамаҷониба омӯхта нашудаанд.
  • Натиҷаҳо ба геометрияи мушаххаси лабораторӣ асос меёбанд; интиқоли мустақим ба андозаҳои дигари виброактуатор тасдиқи таҷрибавиро талаб мекунад.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Равиши таҳқиқот

Таҳқиқот се марҳилаи асосиро муттаҳид мекунад:

  1. сохтани модели математикии виброактуатори пневматикии дорои ду дараҷаи озодӣ,
  2. ҳалли ададии модел бо усули Runge–Kutta,
  3. муқоисаи параметрҳои ҳисобшудаи ларзиш ва гардиш бо ченкуниҳои стенди воқеии лабораторӣ.

Параметрҳои асосии геометрӣ ва механикӣ

ПараметрҚимат
Радиуси камераи асосӣ \(r_k\)10 mm
Баландии камераи асосӣ \(l_k\)20 mm
Радиуси канали таъминот1,5 mm
Радиуси камераи дохилии сарпӯш \(R_1\)15,5 mm
Баландии камераи дохилии сарпӯш \(l_1\)11 mm
Массаи корӣ \(M\)1,45 kg
Сахтии пружина \(C\)14,7 N/mm
Коэффисиенти демпфиронӣ \(K\)38,2 kg/s
Шумораи сӯрохиҳои баромад дар сарпӯш8

Тағйирёбандаҳои омӯхташуда

Дар таҳқиқоти параметрӣ асосан:

  • фишори таъминот \(P_1/P_{atm}\),
  • фишурдашавии ибтидоӣ \(H_z\),
  • радиуси сӯрохи баромад \(r_h\),
  • кунҷи сӯрохи баромад нисбат ба нормали радиалӣ \(\gamma\)

тағйир дода шуданд; ҳамчун натиҷа амплитудаи ларзиш, басомади ларзиш, кунҷи гардиш ва суръати кунҷӣ омӯхта шуданд.

Муносибати фишор–амплитуда

Ҳангоми фишурдашавии ибтидоии 0,5 mm, вақте фишори нисбӣ аз 1,3 то 1,9 зиёд шуд, амплитудаи модел тақрибан аз 0,45 mm то 2,81 mm боло рафт. Қимати мувофиқи таҷрибавӣ тақрибан аз 0,50 mm то 2,40 mm афзуд.

Ин натиҷа асоси хулосаи манбаъро ташкил медиҳад, ки дар параметрҳои муайяни система зиёдшавии тақрибан 1,5 баробари фишор метавонад тағйироти тақрибан шашкаратаи амплитудаи ларзишро ба вуҷуд оварад.

Остонаи фишурдашавии ибтидоӣ

Тибқи манбаъ, ҳангоми фишурдашавии ибтидоии 0,5 mm худларзиш тақрибан дар сатҳи \(1,3P_{atm}\) оғоз мешавад, дар ҳоле ки бо зиёд кардани фишурдашавии ибтидоӣ то 1,0 mm тақрибан \(1,52P_{atm}\) талаб мешавад.

Вақте фишурдашавии ибтидоӣ аз 1,5 mm зиёд карда шуд, дар диапазони математикии кори омӯхташуда худларзиш ба даст наомад.

Суръати кунҷӣ

Тибқи арзёбии натиҷаҳои манбаъ, бо зиёд шудани фишори нисбӣ аз 1,3 то 1,8 суръати кунҷӣ тақрибан 1,6 баробар афзудааст.

Гарчанде модел ва таҷриба як самти афзоишро нишон медиҳанд, қиматҳои ададӣ дар ҳар нуқтаи корӣ ба ҳам наздик нестанд. Аз ин рӯ, тасдиқи асосӣ дар ин ҷо, махсусан тамоюли рафтор бояд ҳамчун тасдиқшуда арзёбӣ шавад.

Маҳдудияти асосии модел

Модели газ изотермӣ қабул шуда, ҳарорати ҳаво 293 K гирифта шудааст. Азбаски дар системаҳои воқеии пневматикӣ фишурдан ва васеъшавӣ метавонанд тағйироти ҳароратро ба вуҷуд оранд, ин фарзия метавонад яке аз сабабҳои фарқи модел–таҷриба бошад.

Муҳаққиқон ҳамчунин қайд мекунанд, ки фарқҳои дар фишурдашавии ибтидоии баландтар мушоҳидашуда метавонанд бо таъсирҳои ғайрихаттӣ ва талафоти иловагие, ки дар модел ифода нашудаанд, алоқаманд бошанд.

Таҳқиқоти оянда

Муаллифон нақша доранд, ки дар марҳилаи баъдӣ бо виброактуатори дорои параметрҳои геометрии гуногун таҷрибаҳои нав гузаронанд ва таҳқиқоти назариявиро бо таҳлили симулятсионии бар MATLAB Simulink асосёфта васеъ кунанд.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Research on a Two-Degree-of-Freedom Pneumatic Vibroactuator

Муаллифон: Laura Gegeckienė; Darius Pauliukaitis; Ingrida Venytė; Kęstutis Vaitasius.

Муаллифи масъул: Kęstutis Vaitasius.

Муассиса: Department of Production Engineering, Kaunas University of Technology, Kaunas, Литва.

Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии тақризшуда.

Маҷалла: Actuators.

Ношир: MDPI.

Нашр: 2026, Ҷилди 15, Мақолаи 156.

Санаи пешниҳод: 13 Январ 2026.

Санаи бознигарӣ: 3 Март 2026.

Санаи қабул: 5 Март 2026.

Санаи нашр: 7 Март 2026.

DOI: 10.3390/act15030156.

Пайванди расмӣ:https://doi.org/10.3390/act15030156

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution (CC BY).

Маблағгузорӣ: Муаллифон гузориш додаанд, ки таҳқиқот маблағгузории беруна нагирифтааст.

Кумитаи ахлоқ: Ҳамчун татбиқнашаванда гузориш шудааст.

Розигии огоҳона: Ҳамчун татбиқнашаванда гузориш шудааст.

Дастрасии маълумот: Гуфта шудааст, ки маълумоти дастгиркунандаи натиҷаҳои таҳқиқотро бо дархости асоснок аз муаллифони масъул гирифтан мумкин аст.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Хулосаи усул: Дар таҳқиқот барои виброактуатори худларзиши пневматикии дорои ду дараҷаи озодӣ, ки ҳаракати меҳварӣ ва гардиширо дар як сохтори пневматикӣ муттаҳид мекунад, муодилаҳои дифференсиалии механикӣ, модели фишори камера бар асоси гази идеалӣ ва муносибатҳои ҷараёни ҳавои De Saint-Venant–Vantzel сохта шудаанд. Системаи муодилаҳо бо усули Runge–Kutta дар муҳити MATLAB R2025b ҳал карда шуда, натиҷаҳо бо маълумоти амплитудаи ларзиш, басомад ва суръати кунҷӣ аз стенди воқеии лабораторӣ муқоиса карда шуданд.

Ёддошти муҳим дар бораи мувофиқати модел–таҷриба

Бахши натиҷаҳои манбаъ мегӯяд, ки маълумоти таҷрибавӣ ва модели математикӣ тамоюлҳои умумии якхеларо медиҳанд. Ин маънои онро надорад, ки ҳамаи нуқтаҳои ададӣ ба ҳам наздиканд.

Махсусан, ҳангоми фишурдашавии ибтидоии 0,5 mm натиҷаҳои амплитуда ва басомад мувофиқати хуб нишон медиҳанд, аммо дар фишурдашавии ибтидоии 1,0 mm фарқи модел–таҷриба калонтар мешавад. Масалан, дар шароити \(P_1/P_{atm}=1,9\) басомади модел 43,86 Hz ва қимати таҷрибавӣ 52,2 Hz аст; дар шароити \(P_1/P_{atm}=2,2\) модел 41,80 Hz ва таҷриба 51,0 Hz мебошад.

Дар натиҷаҳои суръати кунҷӣ низ дар баъзе нуқтаҳои корӣ фарқи назаррас вуҷуд дорад. Масалан, дар шароити \(P_1/P_{atm}=1,8\), \(H_z=0,5\) mm модел 1,17 rad/s ва таҷриба 1,90 rad/s медиҳад.

Аз ин рӯ, дар ин матни Verianla таҳқиқот ҳамчун “модел пурра бо таҷриба тасдиқ шуд” пешниҳод нашудааст. Ифодаи дақиқтаре, ки манбаъ дастгирӣ мекунад, ин аст, ки модел ва таҷриба дар тамоюлҳои асосии параметрҳо мувофиқанд ва мувофиқати миқдорӣ махсусан дар шароити фишурдашавии ибтидоии паст қавитар аст.

Ёддошт дар бораи истилоҳи геометрӣ

Ҷадвали 4-и манбаъ тағйирёбандаи \(r_h\)-ро ҳамчун радиуси сӯрохи баромад медиҳад ва қиматҳои 0,5 mm ва 1,0 mm-ро муқоиса мекунад. Матни натиҷаҳои манбаъ ҳамон тағйирро ҳамчун зиёд шудани диаметри канали баромад аз 1,0 mm то 2,0 mm ифода мекунад. Ин ду ифода аз ҷиҳати геометрӣ ба ҳамон як тағйир мувофиқат мекунанд ва дар матни Verianla бо ҳам омехта нашудаанд.

Маҳдудияти асосии илмӣ: Натиҷаҳо барои як прототипи мушаххаси лабораторӣ, параметрҳои мушаххаси механикӣ ва модели изотермии газ ба даст омадаанд. Самаранокии энергетикӣ дар миқёси саноатӣ, муҳлати кори пайваста, тағйироти ҳарорат, садои акустикӣ ва шароити гуногуни бор дар ин таҳқиқот ба таври ҳамаҷониба тасдиқ нашудаанд.


Мубодила:

Шарҳҳо пас аз баррасӣ нашр мешаванд.Шарҳи шумо ба раванди тасдиқ фиристода шуда, пас аз пазируфта шудан намоён мегардад.

Шарҳ гузоред

Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд

Иҷозат додан ба кукиҳо таҷрибаи шуморо дар ин сомона беҳтар мекунад. Сиёсати кукиҳо