dizertační práce

Analýza stability řezného procesu obráběcího stroje vzhledem k samobuzenému kmitání

Text práce 3.17 MB Teze 862.42 kB

Autor práce: Ing. Jan Vetiška, Ph.D.

Ak. rok: 2012/2013

Vedoucí: prof. RNDr. Ing. Tomáš Březina, CSc.

Oponenti: prof. Dr. Ing. Jiří Marek, Ph.D., DBA, doc. Ing. Vladislav Singule, CSc.

Abstrakt:

Disertační práce je zaměřena na tvorbu a využití mechatronických modelů založených na modelování soustavy tuhých a poddajných těles pro analyzování dynamického chování komplexních soustav jako jsou např. obráběcí stroje. V rámci analýzy dynamického chování obráběcího stroje se práce zaměřuje na analýzu oblasti vzniku samobuzeného kmitání. Výskyt samobuzeného kmitání během obrábění lze ovlivnit několika způsoby, které jsou rozvedeny v práci. Vyhodnocení vzniku samobuzeného kmitání je analyzováno pomocí tzv. loby diagramu. Pro sestavení loby diagramu je nutné mít k dispozici přenosovou funkci vlivu silového účinku na deformaci dané soustavy, v našem případě modelu celého obráběcího stroje. Celá struktura modelu stroje vykazuje poddajné chování, které má zásadní vliv na celkovou přenosovou funkci a proto je práce zaměřena na modelování strojních částí jako modelů poddajných těles. Při vytváření modelů poddajných těles jsou na základě výpočtářsky upravených CAD modelů jednotlivých částí stroje vytvářeny modálně redukované poddajné tělesa, které mají stejné modální vlastnosti jako neredukované konečno-prvkové modely do maximální budící frekvence všech silových účinků na soustavu těles. Tyto modálně redukované modely těles mají podstatně menší počet stupňů volnosti a lze s nimi pracovat v multi-body softwarech, přičemž máme informace o deformacích daných těles, které jsou způsobeny silovým buzením do maximálně zvolené budící frekvence. V práci je využita Graig-Bamtonova metoda, která je implementována do prostředí ANSYS a poté je celý model sestaven v prostředí ADAMS, kde jsou dynamické vlastnosti soustavy tuhých i poddajných těles analyzovány. V prostředí ADAMS lze exportovat linearizovaný stavový model celé soustavy ve formě stavových matic, které jsou využity pro sestavení přenosů celého obráběcího stroje a následně jsou analyzovány na základě loby diagramu stabilní podmínky řezného procesu obrábění, kdy nedochází k samobuzenému kmitání. V předložené disertační práci je prezentován proces modelování mechatronických soustav s tuhými i poddajnými tělesy, který lze využít nejen k analýze obráběcích strojů, ale i k vývoji pokročilých mechatronických soustav, jako jsou kompenzátory, aktivní tlumiče vibrací, atd.

Klíčová slova:

Samobuzené kmitání, vázané mechanické systémy, poddajné těleso, obráběcí stroj

Termín obhajoby

2.5.2013

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaPznamka

Průběh obhajoby

Pro vertikální obráběcí centrum byl vypracován simulační model, kde dynamika stroje je vyjádřena redukovaným linearizovaným modelem. Modelování vyžaduje dekompozici konstrukce stroje a náhradu tuhých a poddajných částí. Základními modelovacími prostředími byly zvoleny AD&MS a MATLAB.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní obor

Inženýrská mechanika (D-IME)

Složení komise

prof. Ing. Zdeněk Ehrenberger, DrSc. (předseda)
prof. Dr. Ing. Jiří Marek, Ph.D., DBA (člen)
doc. Ing. Vladislav Singule, CSc. (člen)
prof. Ing. Dušan Maga, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Blecha, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Němec, CSc. (člen)

viz. posudek v PDF
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 184.37 kB

viz. spis, knihovna