Динамічні характеристики циліндричного фільтроелементу з боковими розрізами

Abstract

Мета. Дослідити вплив конструктивних та експлуатаційних параметрів, зокрема ширини бокових прорізів і температури, на динамічні характеристики фільтрелементу циліндричної форми, визначивши форми власних коливань та частоти їх виникнення. Методика. Для аналізу використано метод скінченних елементів у програмному комплексі SolidWorks Simulation. Створено тривимірну модель фільтрелементу у вигляді тонкостінного циліндра з прорізами. Проведено модальний аналіз у частотному діапазоні 0…3000 Гц при різних значеннях ширини прорізів (0...10 мм) та температури (20...600 °С). Враховано зміну механічних властивостей матеріалу в залежності від температури. Результати. Результати розрахунку представлено у вигляді залежностей та у вигляді зображень форм коливань. Визначено шість форм власних коливань, три з яких є дихаючими, а три – згинними. Встановлено, що зі збільшенням ширини прорізу частоти власних коливань знижуються. Наприклад, при збільшенні ширини з 5 до 10 мм частота першої форми коливань знижується з 476 до 442 Гц. Аналогічно, підвищення температури з 20 до 600 °С зменшує частоту першої форми з 442 до 390 Гц. Наукова новизна. Вперше комплексно досліджено динамічні характеристики циліндричного фільтрелементу з прорізами при змінних температурних і геометричних параметрах. Запропоновано підхід до моделювання з урахуванням температурної залежності фізико-механічних властивостей матеріалу. Практична значимість. Результати дослідження дозволяють оптимізувати конструкцію фільтрелементів для уникнення резонансних явищ під час експлуатації, що підвищує надійність і довговічність елементів у вібраційних умовах.