لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه73
بخشی از فهرست مطالب
چکیده................................................................................................................................................................................1
مقدمه..................................................................................................................................................................................2
فصل اول: کلیات
فصل دوم : مروری بر تابع پاسخ فرکانسی و تابع تبدیل
2-1- تحلیل در حوزه فرکانس ................................................................................................................................... 5
2-2- تابع پاسخ فرکانسی............................................................................................................................................ 5
2-2-1- نمایش گرافیکی داده های تابع پاسخ فرکانسی.................................................................................9
2-2-2-تحلیل ارتعاشات آزاد و اجباری..............................................................................................................9
2-2-3- تابع پاسخ فرکانسی سیستمهای یک درجه آزادی.......................................................................... 10
2-2-4-حل ارتعاش آزادوبررسی ویژگیهای مودال چند درجه آزادی..........................................................11
فصل سوم : تحلیل دینامیکی و مدلسازی عملیات ماشین کاری
3-1- عملیات فرزکاری.......................................................................................................................................... 15
3-1-1- مدلسازی لبه های برنده و سطح تماس ابزار و قطعه...................................................................... 15
3-1-2- ﺳﻴﺴﺘﻢ ارﺗﻌﺎﺷﻲ ﻣﺎﺷﻴﻦاﺑﺰار................................................................................................................... 15
3-1-3-ﻣﺪلﺳﺎزی فرزکاری انگشتی.................................................................................................................. 19
3-1-4- ﻣﺪل ﺳﺎزی ارﺗﻌﺎﺷﺎت ﺧﻮد ﺑﺮاﻧﮕﻴﺨﺘﻪ در ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻓﺮزﻛﺎری.............................................................. 23
3-1-5- اﻟﮕﻮرﻳﺘﻢ ﺷـﺒﻴﻪ ﺳـﺎزی ارﺗﻌﺎﺷـﺎت ﺧـﻮد ﺑﺮاﻧﮕﻴﺨﺘﻪ در ﻋﻤﻠﻴﺎت ﻓﺮزﻛﺎری اﻧﮕﺸﺘﻲ................... 24
3-1-6-روش تجربی برای محاسبه نیروی برش................................................................................................ 26
3-1-7- مدل خیز دینامیکی - نیروی Regenerative.. .................................................................... 27
3-1-8- مدلسازی اجزا محدود (FE) ابزار و اسپ................ ..................................................................... 29
3-1-9- معیار بروز ارتعاشات خود بر انگیخته ............................................................................................ 31
3-2- ﻣﺪلﺳﺎزی اﺑﺰار ﺑﻮرﻳﻨﮓ:............................................................................................................................ 33
3-2-1- -ﻣﺪﻟﺴﺎزی دﻣﭙﺮ ﺿﺮﺑﻪای ..................................................................................................................... 35
3-3-مدل تراشکاری.................................................................................................................................................39
فصل چهارم : روشهای کاهش ارتعاشات در ماشینهای ابزار
4-1- تأثیرات ارتعاش بر ماشین های ابزار..................................................................................................... 45
4-2- منابع بوجود آورنده ارتعاش................................................................................................................... 45
4-3- راههای حذف ارتعاش...............................................................................................................................46
4-3-1- اثر نیروهای برشی..................................................................................................................................46
4-3-2- هندسه اینسرت.....................................................................................................................................47
4-3-3- زاویه ورود.................................................................................................................................................48
4-3-4- شعاع نوک ابزار......................................................................................................................................49
4-3-5- نحوه بستن ابزار................................................................................................................................... 50
4-3-6- انتخاب ابزار.............................................................................................................................................51
4-3-7- عملکرد داخل تراشهای قابل تنظیم................................................................................................ 51
4-3-8- شکستن براده ها و تخلیه آنها...........................................................................................................54
4-3-9- کاهش ارتعاشات ابزار با استفاده از قطعات سخت در بدنه ابزار.................................................55
4-3-10- سایر روشها برای کاهش ارتعاشات...............................................................................................56
فصل پنجم : نتیجه گیری ................................................................................................................ 57
فهرست شکل ها
شکل 2‑1- تابع پاسخ فرکانسی .....................................................................................................................7
شکل 2‑2- نمایش تابع پاسخ فرکانسی .......................................................................................................9
شکل 3-1- درگیری لبه های ابزار با قطعه کار ..........................................................................................15
ﺷﻜﻞ 3-2- ﺳﺎزه اﺑﺰار ﻓﺮز اﻧﮕﺸﺘﻲ ﺑﺮ روی دﺳﺘﮕﺎه ﻓﺮز CNC ...............................................................16
ﺷﻜﻞ 3-3 -ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻓﺮز اﻧﮕﺸﺘﻲ 2 ﺷﻴﺎره ..........................................................................................17
شکل 3-4- ﻧﺎﺣﻴﻪ 1 از ﻓﺮز اﻧﮕﺸﺘﻲ دو شیاره ........................................................................................18
ﺷﻜﻞ 3-5- ﻫﻨﺪﺳﻪ ﺗﻴﺮ ﺑﺎ دو ﺑﺨﺶ ﻫﻨﺪﺳﻲ ﻣﺨﺘﻠﻒ .............................................................................19
ﺷﻜﻞ 3-6- ﺷﻜﻞ دو ﻣﻮد اول اﺑﺰار ﺑﺮﺷﻲ .....................................................................................................19
شکل 3-7- حالتهای موافق و مخالف در فرزکاری ....................................................................................20
شکل 3-8- حالت فرزکاری موافق برای محاسبه نیروهای فرزکاری .....................................................20
ﺷﻜﻞ3-9- ﺣﺎﻟﺖ ﻓﺮزﻛﺎری ﻣﺨﺎﻟﻒ ﺑﺮای ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻧﻴﺮوﻫﺎی فرزکاری ......................................................20
ﺷﻜﻞ 3-10- ﻟﺒﻪ ﻫﺎی ﺑﺮﻧﺪه اﺑﺰار و ﺳﻄﻮح ﻣﻮج دار ...................................................................................23
ﺷﻜﻞ 3-11- ﻟﺒﻪ ﻫﺎی ﺑﺮﻧﺪه اﺑﺰار و ﺳﻄﻮح ﻣﻮج دار ....................................................................................25
ﺷﻜﻞ 3-12- ﻧﻴﺮوﻫﺎی Regenerative وﺧﻴﺰ ﻣﺮﻛﺰ اﺑﺰار.....................................................................26
شکل ( 3-13- ) مدل شبیه سازی عملیات فرزکاری در دامنه زمان.................................................28
شکل ( 3-14- ) ضخامت نامی براده ، نیروی مماسی و نیروی شعاعی ................................29
شکل ( 3-15-) المان تیر در صفحه xy ......................................................................................................30
شکل (3-16-) مدل اجزاء محدود محور - اسپیندل ..................................................................................30
شکل (3-17- ) مدل اجزاء محدود پره ملخ موتور جت ...........................................................................31
شکل 3-18- (a) نیروی برشی کل شبیه سازی شده، حالت پایدار .......................................................32
ﺷﻜﻞ(3-19- ): ﻃﺮح ﺷﻤﺎﺗﻴﻚ ﻳﻚ دﻣﭙﺮ ﺿﺮﺑﻪای ..........................................................................................35
ﺷﻜﻞ 3-20- ﺟﺎﻳﮕﺬاری دﻣﭙﺮ ﺿﺮﺑﻪای در اﺑﺰار ﺑﻮرﻳﻨﮓ ...............................................................................38
ﺷﻜﻞ3-21- ﻧﻴﺮوﻫﺎی وارده ﺑﻪ اﺑﺰار ﺑﻮرﻳﻨﮓ ( ﺑﺎ وﺟﻮد دﻣﭙﺮ ﺿﺮﺑﻪای ) ..................................................38
شکل ( 4-1- ) : نیروی مماسی و نیروی شعاعی و خمشهای ابزار ..........................................................47
شکل (4-3- ) : زاویه گوه (γ ) ، زاویه آزاد (β ) ، زاویه براده (α) ..............................................................48
شکل (4-4 ) : زاویه ورود مناسب .......................................................................................................................48
شکل (4-5- ) : اثر شعاع ابزار در خمش .............................................................................................................49
شکل (4-6- ) : بطور کلی اثرات هندسه ابزار در ارتعاش ................................................................................49
شکل ( 4-7-) : روش صحیح و غیر صحیحی بستن ابزار ................................................................................50
شکلهای (4-8- ) تا (4-14- ) انواع ابزارهای ضد ارتعاش قابل تنظیم .......................................................52-54
شکل (4-15- )تخلیه وشکستن براده ها ............................................................................................................54
شکل (4-16- ) ابزار مجهز به سیستم خنک کاری داخلی ............................................................................55
شکل (4-17- ) : نمونه اجرا شده طرح فوق در شرکت SANDVIK ..........................................................56
فهرست جداول
جدول 2‑1- تعریف توابع پاسخ فرکانسی ...........................................................................................................8
جدول 3-1- خواص ماده و مشخصات هندسی ابزار.......................................................................................19
جدول 3-2- پارامترهای مودال سیستم ارتعاشی........................................................................................25
جدول 2-3- علائم و نشانه های مورد نیاز در مدل فرایند تراشکاری............................................................39
ب
فهرست منابع فارسی ............................................................................................................................................... 57
فهرست منابع لاتین .............................................................................................................................................. 57
چکیده :در ﻃﻲ ﻋﻤﻠﻴﺎت ماشینکاری، ﻧﻴﺮوﻫﺎی ﺑﺮﺷﻲ ﺑﺎﻋﺚ اﻳﺠﺎد ارﺗﻌﺎﺷﺎت در اﺑﺰار ﺑﺮﺷﻲ، ﻗﻄﻌﻪ ﻛﺎر و ﺗﺠﻬﻴﺰات ﻧﮕﻬﺪارﻧـﺪه ﻣـﻲﺷـﻮد و ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺳﻼﻣﺖ ﺳﻄﺢ ﻗﻄﻌﻪ ﻧﻬﺎﻳﻲ و ﻛﻴﻔﻴﺖ ﻣﺤﺼﻮل را ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻗﺮار ﻣﻲدﻫﺪ. ﭘﻴﺶﺑﻴﻨﻲ دﻗﻴﻖ ﻧﻴﺮوﻫﺎی ﺑﺮﺷﻲ ﺑـﺮای اﻧﺘﺨـﺎب ﺑﻬﻴﻨـﻪ ابزار و ﻣﺎﺷﻴﻨﻬﺎی اﺑﺰار از اﻫﻤﻴﺖ زﻳﺎدی ﺑﺮﺧﻮردار اﺳﺖ. در اﻳﻦ تحقیقﻣﺪلﺳﺎزی و ﺷﺒﻴﻪﺳـﺎزی ﻧﻴﺮوﻫـﺎی ﺑﺮﺷـﻲ در ﻓﺮاﻳﻨـﺪ ﻓﺮزﻛـﺎری اﻧﮕﺸﺘﻲ و تراشکاری و بورینگ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﺷﻮددر مرحله بعد به معرفی ارتعاشات خود انگیخته chatter در هنگام فرزکاری پرداخته و راههای کنترل و غلبه ان توضیح داده میشود. و در انتها به عوامل ایجاد ارتعاش در پروسه ماشینکاری پرداخته و راهها و روشهایی برای غلبه بر لرزش و ارتعاشات حاصل از نیروهای ماشنکاری و ارتعاشتات خود انگیخته پیشنهاد میگردد و نمونه هایی از ابزارالات ضد ارتعاشی معرفی میگردد.
مقدمه
با توجه به پیشرفت سریع صنایع و رقابتی شدن بازارهای خرید و فروش ادوات صنعتی بخصوص ماشین های ابزار، تلاش کارخانجات ماشین سازی بیش از پیش معطوف تولید ماشین هایی است که بتوانند قطعات را با کیفیت بالا و دقت ابعادی زیاد قطعه تولید کنند و چون استفاده از این ماشین ها (تراش - فرز- دریل) در صنعت و بازار صنعتی کشور ایران نقش بسزایی را ایفا می کنند، بر آن شدیم تا با بررسی عیوب موجود در قطعه تولیدی، ابزار کار و ساختمان ماشین، علل و عوامل بوجود آورنده آن کشف و راه حل های مناسبی جهت رفع و یا کاهش آنها ارائه شود تا از بهدر رفتن زمان و هزینه هنگفتی که صرف تعمیر و یا تولید قطعات معیوب شده می گردد، جلوگیری شود
در این تحقیق نتایج تحقیقاتی که بصورت تئوری و عملی بر روی ماشین های ابزار جهت بررسی عوامل ایجاد ارتعاش انجام شده ارائه می گردد و با بررسی و کشف عوامل بوجود آورنده ارتعاش، مقدار و میزان تأثیر آنها بر روی قسمت های مختلف، از جمله خود ماشین، قطعه کار و ابزار، اندازه گیری و راه های مختلفی برای کاهش و دمپ آنها شرح داده شده است.
فصل اول
کلیات
فصل اول
- فصل اول : کلیات
اﻣﺮوزه ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻓﺮزﻛﺎری ﺑﻪ ﻳﻜﻲ از ﭘﺮﻛﺎرﺑﺮدﺗﺮﻳﻦ و ﻣﺘﺪاولﺗﺮﻳﻦ ﺷﻴﻮهﻫﺎی ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﺷﺪهاﺳﺖ. از ﺑﺮﺗﺮیﻫﺎی ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻓﺮزﻛﺎری ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ دﻗﺖ ﺑﺎﻻ، ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻛﻢ، ﻛﺎرﺑﺮد آﺳﺎن و ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﻣﻨﺎﺳﺐ در ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻗﻄﻌﺎﺗﻲ ﺑﺎ اﺷﻜﺎل ﻣﺘﻨﻮع و ﭘﻴﭽﻴﺪه اﺷﺎره ﻛﺮد. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺴﻴﺎری از ﻗﻄﻌﺎت ﺣﺴﺎس و دﻗﻴﻖ ﺻﻨﻌﺘﻲ ﺗﻮﺳﻂ اﻳﻦ روش ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ ﻛﻪ از اﻳﻦ ﻣﻴﺎن ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ ﻣﻮاردی ﭼﻮن ﭘﺮهﻫﺎی ﺗﻮرﺑﻮﺷﺎرژﻫﺎ و ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎی ﮔﺮﻳﺰ از ﻣﺮﻛﺰ، ﭘﺮهﻫﺎی ﻣﻮﺗﻮر ﺟﺖ، ﺗﻮرﺑﻴﻦﻫﺎی ﻣﻮﻟﺪ ﺑﺮق، ﻗﺎﻟﺐﻫﺎی ﻓﻠﺰی و ﻗﻄﻌﺎت ﭘﻴﭽﻴﺪه ﻫﻮا ﻓﻀﺎ اﺷﺎره ﻛﺮد. ﺑﺎ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﻓﺮزﻫﺎی CNCﭼﻨﺪ ﻣﺤﻮره و ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ اﻧﻌﻄﺎف ﭘﺬﻳﺮی ﻣﺎﺷﻴﻦﻫﺎی CNCﭼﻬﺎر و ﭘﻨﺞ ﻣﺤﻮره، اﻣﺮوزه ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﻣﺎﺷﻴﻨﻜﺎری اﻧﻮاع ﺳﻄﻮح ﭘﻴﭽﻴﺪه ﻣﺎﻧﻨﺪ ﭘﺮهﻫﺎی ﺗﻮرﺑﻴﻦ و ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر اﻳﺠﺎد ﺷﺪه اﺳﺖ. اﺳﺘﻔﺎده از اﻳﻦ ﻣﺎﺷﻴﻦﻫﺎ ﻧﻴﺎزﻣﻨﺪ ﺑﻪ ﻛﺎرﮔﻴﺮی اﻧﻮاع اﺳﺘﺮاﺗﮋیﻫﺎی ﻓﺮزﻛﺎری و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ اﻧﻮاع ﻣﺴﻴﺮﻫﺎی اﺑﺰار اﺳﺖ ﺗﺎ ﺑﺘﻮان ﻋﻼوه ﺑﺮ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻗﻄﻌﺎت ﻣﺎﺷﻴﻨﻜﺎری ﺷﺪه ﺑﻪ ﺷﻜﻞ دﻟﺨﻮاه، ﻣﺴﺎﺋﻞ ﻣﻬﻤﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺗﻠﺮاﻧﺲ اﺑﻌﺎدی ﺧﻮاﺳﺘﻪ ﺷﺪه و ﻛﻴﻔﻴﺖ ﺳﻄﺢ ﻣﻄﻠﻮب را ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻧﻤﻮد. ﻳﻚ ﻧﻮع ﭘﺮه ﻛﻮﺗﺎه وﺟﻮد دارد ﻛﻪ ﻧﻪ ﻓﺎﻗﺪ ﻛﻠﻪ و رﻳﺸﻪ ﺑﻮده و در آن از روش ﻓﺮزﻛﺎری ﻣﺎرﭘﻴﭽﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد. روش ﺳﻨﺘﻲ ﻓﺮزﻛﺎری اﻳﻦ ﻗﻄﻌﺎت ﺑﺪﻳﻦ ﺻﻮرت ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ اﺑﺘﺪا ﻧﺮخ ﭘﻴﺸﺮوی ﺧﻴﻠﻲ ﻛﻢ، ﺳﺮﻋﺖ ﭘﺎﺋﻴﻦ و ﺗﻌﺪاد زﻳﺎدی ﻣﺮاﺣﻞ ﻧﻴﻤﻪ ﭘﺮداﺧﺖ و ﭘﺮداﺧﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. اﻳﻦ روش ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﻛﺎﻫﺶ ﺧﻄﺎﻫﺎی ﻧﺎﺷﻲ از ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻜﺎنﻫﺎی اﺳﺘﺎﺗﻴﻜﻲ و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺟﻠﻮﮔﻴﺮی از ارﺗﻌﺎﺷﺎت ﺧﻮدﺑﺮاﻧﮕﻴﺨﺘﻪ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. واﺿﺢ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻫﺰﻳﻨﻪ اﻳﻦ روش ﺑﺎﻻ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﺟﻬﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪﺳﺎزی ﺷﺮاﻳﻂ ﺑﺮاده ﺑﺮداری از روش ﺳﻌﻲ و ﺧﻄﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ ﺑﺎ از ﺑﻴﻦ ﺑﺮدن ﭼﻨﺪ ﻗﻄﻌﻪ ﻳﺎ اﺑﺰار ﺷﺮاﻳﻂ ﺑﻬﻴﻨﻪ ﺑﺮاده ﺑﺮداری ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲآﻳﺪ. اﺳﻤﻴﺖ و ﺗﻮﻟﺴﺘﻮی ﻣﺴﺌﻠﻪ ارﺗﻌﺎﺷﺎت ﻫﻨﮕﺎم ﻓﺮزﻛﺎری ﭘﺮهﻫﺎ ﺗﻮﺳﻂ ﻓﺮزاﻧﮕﺸﺘﻲﻫﺎی ﺑﺎرﻳﻚ را ﺑﺮرﺳﻲ ﻛﺮده اﻧﺪ. آﻧﻬﺎ ﻧﺸﺎن دادهاﻧﺪ ﻛﻪ ﻧﺮخ ﺑﺮادهﺑﺮداری ﺑﺴﺘﮕﻲ زﻳﺎدی ﺑﻪ ﻃﻮل اﺑﺰار و ﺳﺮﻋﺖ ﻣﺎﺷﻴﻨﻜﺎری دارد و ﺑﺎ اﻧﺘﺨﺎب ﻣﻨﺎﺳﺐ اﻳﻦ دو ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ ﻧﺮخﻫﺎی ﺑﺮادهﺑﺮداری ﺑﺎﻻﺗﺮی دﺳﺖ ﻳﺎﻓﺖ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻧﺸﺎن دادهاﻧﺪ ﻛﻪ ﻓﺮزﻛﺎری ﭘﺮهﻫﺎی ﺧﻴﻠﻲ ﻧﺎزک ﺗﻮﺳﻂ ﻓﺮزاﻧﮕﺸﺘﻲﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﻃﻮل ﻟﺒﻪ ﺑﺮﻧﺪه آﻧﻬﺎ ﻣﺤﺪود اﺳﺖ اﻣﻜﺎنﭘﺬﻳﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﻻزم ﺑﻪ ذﻛﺮ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺪلﺳﺎزی ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺑﺮﺷﻲ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده آﻧﻬﺎ ﻛﺎﻣﻞ ﻧﺒﻮده و ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺟﻨﺒﻪ آزﻣﺎﻳﺸﻲ داﺷﺘﻪ اﺳﺖ. ﻳﻚ ﻣﺪل ﺟﺎﻣﻊ ﻛﻪ ﺑﺘﻮاﻧﺪ ﺑﺎ دﻗﺖ و ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ اﻃﻤﻴﻨﺎن ﺑﺎﻻﻳﻲ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻣﺎﺷﻴﻨﻜﺎری را ﭘﻴﺶﺑﻴﻨﻲ ﻛﻨﺪ واﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻣﺪلﺳﺎزی دﻗﻴﻖ ﻧﻴﺮوﻫﺎی ﻣﺎﺷﻴﻨﻜﺎری ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﺑﺮای ﭘﻴﺶﺑﻴﻨﻲ ﻣﺸﻜﻼﺗﻲ ﻧﻈﻴﺮ ﭼﺘﺮ ( نوعی ارﺗﻌﺎش ﺧﻮدﺑﺮاﻧﮕﻴﺨﺘﻪ ) و ﺻﺪﻣﻪ اﺑﺰار، در اﺑﺘﺪا ﺑﺎﻳﺪ ﻣﻴﺰان ﻧﻴﺮوﻫﺎ ﺑﻄﻮر دﻗﻴﻖ ﭘﻴﺶﺑﻴﻨﻲ ﺷﻮد. ﺟﻬﺖ ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت ﻧﻴﺮو ﻧﻴﺎز ﺑﻪ ﻳﻚ ﺳﺮی ﺗﺨﻤﻴﻦ در ﺧﺼﻮص اﺑﻌﺎد ﺑﺮاده در ﺣﺎل ﻣﺎﺷﻴﻨﻜﺎری ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ اﺑﺰارﻫﺎ ﺟﻬﺖ ﺑﻪدﺳﺖ آوردن اﻳﻦ اﺑﻌﺎد، ﻧﺮم اﻓﺰارﻫﺎی ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎز ﺳﻪ ﺑﻌﺪی ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ در اﻳﻦ ﻧﺮم اﻓﺰارﻫﺎ اﺑﺰار و ﻗﻄﻌﻪ ﻛﺎر ﺑﺎ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ در ﻟﺒﻪ ﺑﺮش اﺑﺰار درﮔﻴﺮ ﺷﺪه و ﻣﺨﺘﺼﺎت درﮔﻴﺮی ﻟﺒﻪ ﺑﺮش اﺑﺰار در ﻗﻄﻌﻪ ﻛﺎر ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه و ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﻳﻦ ﻣﺨﺘﺼﺎت، اﻃﻼﻋﺎت ﻻزم ﺟﻬﺖ ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎزی ﻧﻴﺮوﻫﺎ ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲآﻳﺪ. ﻳﻜﻲ از ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ ﻧﺮم اﻓﺰارﻫﺎی ﻣﻮﺟﻮد 4 ACIS ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ در آن ﺑﺮای ﻣﺪلﺳﺎزی از ﺗﻜﻨﻴﻚ ﻧﻤﺎﻳﺶ ﻻﻳﻪ ﻣﺮزیاﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻧﺘﺎﻳﺞ آزﻣﺎﻳﺶﻫﺎ و ﺷﺒﻴﻪﺳﺎزیﻫﺎی اﻧﺠﺎم ﺷﺪه در اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ را ﻣﻲﺗﻮان در ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺧﺸﻦﺗﺮاﺷﻲ ﭘﺮهﻫﺎی ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر ﻣﻮﺗﻮر ﻫﻮاﭘﻴﻤﺎ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮارداد
حرکتهای نوسانی (periodic oscillatory motion)
ارتعاش یا حرکتهای نوسانی زمانی اتفاق می افتد که وضعیت تعادل یک جسم توسط نیروهای خارجی به هم می خورد. برای اینکه ارتعاش ایجاد شود باید یک نیروی مقابله کننده نیز وجود داشته باشد که سعی کند وضعیت تعادل را برگرداند. زمانی که تعادل یک فنر بارگذاری شده توسط یک نیروی خارجی به هم می خورد، ، نیروی فنر سعی می کند تا سیستم را به وضعیت تعادل اولیه برگرداند و در همان زمان در برابر تاثیر نیروی جرم وزنه قرار خواهد گرفت. حرکت نوسانی ازیک الگوی منظم تبعیت می کند که بین دو حد بالا و پایین ، نسبت به زمان tتغییر می کند. یک حرکت نوسانی که به این طریق بعد از یک دوره زمان معین، تکرار میشود را حرکت دوره ای (periodic) می نامیم. دامنه (Amplitude) نوسان A برابر حداکثر انحراف از وضعیت تعادل می باشد. فرکانس، مشخص می کند که نوسان چگونه در طول زمان تغییر می کند، به عبارت دیگر در هر ثانیه چند نوسان کامل (T) یا پریود اتفاق خواهد افتاد.
این حرکت نوسانی را می توان به صورت ریاضی تعریف کرد به نحوی که فاصله از وضعیت تعادل در هر لحظه براساس یک معادله سینوسی تغییر میکند. این نوسان موزون (Harmonic) نامیده میشود و میزان جابجایی، زمانی که نیرو سعی در برگرداندن سیستم نوسانی به وضعیت تعادل خودرادارد، مستقیماً با فاصله از وضعیت تعادل سیستم افزایش می یابد.
در عمل، حرکات نوسانی، به خاطر مصرف شدن انرژی بتدریج کاهش می یابند. به این امر، میرایی (Damping) حرکات نوسانی گفته می شود. سرعت میرایی یک سیستم نوسانی بستگی به آهنگ از دست دادن انرژی خواهد داشت. به عنوان مثال، بدون اعمال یک انرژی خارجی به پاندول یک ساعت، پس از مدتی از کار خواهد افتاد. میزان انرژی لازم برای افزودن به این سیستم جهت ادامه نوسان، باید برابر مقدار انرژی از دست رفته باشد.
سفتی (Stiffness) دینامیکی
سفتی دینامیکی معنای مقاومت یک بدنه در برابر نیروهای متغیر یا به عبارت دیگر، ارتعاش است. همچنین می توان آن را با زمان لازم جهت میراندن ارتعاش در یک سیستم مرتبط دانست. برای تشریح سفتی دینامیک یک ابزار داخل تراش به مثال ذکر شده در مورد یک آونگ نوسان کننده بر می گردیم. فرض کنم که هیچگونه افت انرژی وجود ندارد و حرکات نوسانی نامیرا هستند. قبلاً گفته شد که در این وضعیت، آونگ بدون توجه به دامنه نوسان، مادامی که طول آن ثابت است دارای فرکانس ثابتی خواهد بود. این فرکانس طبیعی ثابت در بسیاری از موارد به عنوان مقدار سفتی دینامیک یک سیستم استفاده می شود.
به این ترتیب فرکانس طبیعی یک داخل تراش متاثر از اندازه طول آزاد آن خواهد بود مشروط به این که قطر و جنس ماده تغییر نکند. این مقدار مستقل از میزان خمش (پس زدن) ابزار خواهد بود. با مقادیر بزرگ خمش، دامنه نوسان مطمناً افزایش خواهد یافت اما در همان حال سرعت نیز اضافه می شود، به عبارت دیگر تعداد نوسانها در ثانیه ثابت می ماند. هر قدر فرکانس طبیعی یک سیستم بالاتر باشد، سفتی دینامیک آن نیز بیشتر خواهد بود.
رابطه بین فرکانس و سفتی دینامیک را می توان با استفاده از یک خط کش که آن را با دست روی یک میز ثابت نگه داشته ایم بررسی نمود. اگر با دست دیگر قسمت آزاد خط را به سمت پایین فشار داده و فشار داده و رها کنیم خط کش شروع به نوسان می نماید. این آزمایش را در حالتی که طول آزاد خط کش را کم کرده باشیم تکرار می کنیم و در اینجا بخوبی مقاومت خط کش در برابر ارتعاش دیده می شود. نیروی لازم برای خم کردن خط کش به همان اندازه، افزایش می یابد و می توان مشاهده کرد که فرکانس ارتعاش افزایش یافته است
فصل دوم
مروری بر تابع پاسخ فرکانسی و تابع تبدیل
- فصل دوم: مروری بر تابع پاسخ فرکانسی و تابع تبدیل
2-1- تحلیل در حوزه فرکانس
در حالت کلی مطالعات ارتعاشاتی را میتوان در دو حوزه زمان و فرکانس انجام داد. از آنجایی که روابط در این دو حوزه در واقع تبدیل فوریه یکدیگر هستند و با داشتن روابط در یک حوزه میتوان شکل روابط در حوزه دیگر را بدست آورد، در هر دو حالت اطلاعات مشابهی به دست میآید و تبدیل فوریه، اطلاعات را کم یا زیاد نمیکند. اما مزیت مطالعه در میدان فرکانسی اینست که برخی اطلاعات را شفافتر نشان میدهد. علاوه بر این میدان فرکانسی تحلیل را سادهتر میکند؛ بعبارت دیگر پاسخ سیستم به محتوای فرکانسی ورودی حساستر است تا به محتوای زمانی ورودی.
به طور کلی ارتعاشات اجباری را میتوان به چهار دسته تقسیم کرد:
پریودیک
ارتعاشات اجباری: گذرا
اتفاقی
غیراتفاقی بدون الگو
2-2- پاسخ فرکانسی
برای انجام تست و تحلیلهای ارتعاشاتی ابزار گوناگونی وجود دارد که در این بین تابع پاسخ فرکانسی ابزار ویژهای به حساب میآید.تابع پاسخ فرکانسی در واقع تابعی در حوزه فرکانس است که پاسخ یک سازه به نیروی اعمال شده را به صورت تابعی از فرکانس بیان میکند. این تابع را هم میتوان از دادههای اندازهگیری شده تشکیل داد و هم با استفاده از توابع تحلیلی بدست آورد.
در تابع پاسخ فرکانسی، پاسخ میتواند بصورت جابجایی، سرعت و یا شتاب باشد.
در حالت کلی 6 نوع تابع پاسخ فرکانسی تعریف میشود. بعبارتی اگر به صورت تعریف شود، خواهیم اشت:
و توابع پاسخ فرکانسی را میتوان به صورت جدول زیر بیان کرد.
نام
تعریف
بُعد
Receptance
Admittance
Dynamic Compliance
Dynamic Flexibility
جابجایی بر نیرو
Mobility
سرعت بر نیرو
مقاله در مورد تحلیل و آنالیز ارتعاشات در ابزارهای برشی
