Model-based analysis of construction design of technological adapter for magnetic-pulse processing of plants in horticulture | Моделирование и анализ конструкции технологического адаптера для магнитно-импульсной обработки растений в садоводстве

Английский. Design features of adapter unit (AU) for magnetic-pulse processing (MPP) of plants were analyzed. AU is necessary for plants radiation with low frequency 0-100 Hz magnetic field with simultaneous additional synchronous exposure by impulses of visible light with 445-650 nm waves. Optimal construction of such AU - electrocylinders with electronic control elements placed on frame. In Solid Works/Simulation software environment by means of physical simulation module AU kinematic 3D model was visualized and Finite Element Analysis mesh was created. Studied model is in fixation places of three-point hinged system. Load of 50 N was applied to the guideway in fixation places of MPP working elements over the entire surface. Dynamic characteristics of AU for MPP, frequency analysis, stress-strain state analysis of structure and its components were done. Resonance frequencies values were obtained. Tension concentration zones 50 mm from the upper fixation point of actuator towards guideway were determinated. Their maximum values reach 40 MPa. Tension dispersion distribution features in these zones are found, model's equivalent tension spectra are obtained. The resonance frequencies equal 0.2-9.2 rad/s at different modes of vibration of the AU. Resistance to impact of sinusoidal vibration is revealed. The found resonance frequencies are outside the range of the frequencies influencing the AU in case of its operation and transportation. The modeling uncertainty is not more than 5%. In case of loading of the AU with MPP working elements (magnetic inductors) of 50 N vertical offset of a guideway is1.16 mm. The developed AU of manipulating type, with the simplified construction and the reduced metal consumption, allows to automate completely magnetic-pulse processing of plants with a possibility of automatic adjustment to different agrotechnological parameters of plantings. Frequency of impulse and luminous radiation and time of exposure is showed on control box of the electronic device.

Русский. Проанализированы особенности конструкции технологического адаптера (ТА) с электронным прибором магнитно-импульсной обработки (МИО) растений. ТА необходим для облучения растений низкочастотным магнитным полем в диапазоне от 0 до 100 Гц с одновременным дополнительным синхронным облучением импульсами видимого света с длинами волн 445 и 650 нм. Оптимальная конструкция подобного ТА - электроцилиндры с электронными элементами управления, закрепленные на раме. В программной среде Solid Works/Simulation с помощью модуля физического моделирования визуализирована кинематическая 3D-модель ТА и создана сетка конечных элементов (Finite Element Analysis, FEA). Исследуемая модель расположена в местах крепления трехточечной навесной системы. К направляющей в месте крепления рабочих органов МИО приложена нагрузка по всей поверхности 50 Н. Проведены оценка динамических качеств ТА МИО, частотный анализ, а также анализ напряженно-деформированного состояния конструкции и узлов. Получены значения резонансных частот. Установлены зоны концентрации напряжений в 50 мм от верхней точки крепления актуатора к направляющей. Их максимальные значения достигают 40 мПа. Выявлены особенности распределения дисперсии напряжений в этих зонах, получены спектры эквивалентных напряжений модели. Найдены значения резонансных частот в диапазоне 0,2-9,2 рад/с на различных режимах вибрации ТА. Выявлена стойкость к воздействию синусоидальной вибрации. моделирования не превышает 5%. При нагрузке ТА рабочими органами МИО (магнитными индукторами) 50 Н вертикальное смещение направляющей составляет 1,16 мм. Разрабатываемый технологический адаптер манипуляторного типа, с упрощенной конструкцией и сниженной металлоемкостью, позволяет полностью автоматизировать процесс магнитно-импульсной обработки растений с возможностью автоматической настройки к различным агротехнологическим параметрам насаждений. Частота импульсно-светового излучения и время экспозиции выставляется на блоке управления электронного прибора.