مدل ارتعاشات سه جزئی ماشین فرز با اتصالات پیوسته

هدف از تحلیل دینامیکی در ماشین فرز، بالا بردن سرعت ماشینکاری و در عین حال کاستن ارتعاشات خودزا در انتهای ابزار است. چنین ارتعاشاتی از صافی سطح قطعات فرزکاری شده می کاهد. کاملاً واضح است که پارامترهای تماسی مانند سفتی و میرایی بین اجزا نقش مهمی در خواص دینامیکی مجموعه اسپیندل- هولدر- ابزار در ماشین فرز دارد که در این مقاله با در نظر گرفتن خواص تماسی بین اجزا به مطالعه دینامیک مجموعه پرداخته شده است. در بین این سازه ها اسپیندل، هولدر و ابزار دارای هندسه هایی می باشند که امکان انجام تحلیل آنها با نرم افزار های المان محدود وجود دارد ولی سازه بدنه ماشین فرز به قدری پیچیده است که تحلیل آن غیرممکن است. در این مقاله روش جدیدی برای انجام چنین تحلیل های سازه ای ارائه می شود. خواص دینامیکی مجموعه ماشین فرز و اسپیندل در انتهای اسپیندل اندازه گیری شده و با استفاده از روش جدید کوپل پیوسته دینامیکی، مدل تحلیلی ابزار و هولدر به مجموعه اسپیندل و ماشین فرز متصل می شود. نتایج این روش جدید با آخرین روش ارائه شده در مراجع به نام کوپلینگ چند نقطه ای مقایسه شده است. در روش جدید امکان کوپل دینامیکی دو قطعه در دو فضای تحلیل متفاوت از جمله فضای مودال و فضای پاسخ فراهم شده است. به این ترتیب جهت کوپل دینامیکی دو جزء نیاز به تبدیل فضای مدل دو جزء نمی باشد و از خطاهای عددی حاصل از تبدیل فضا جلوگیری خواهد شد. عمده برتری این روش نسبت به rcsa امکان کوپل پیوسته دو جزء می باشد. در این مقاله تماس بین اسپیندل- هولدر و هولدر- ابزار با استفاده از فنرها و میراگرهای جابه-جایی و پیچشی که به صورت پیوسته در طول تماس پخش شده اند، مدل شده است. تحلیل دینامیکی هولدر با معادلات تیر تیموشنکو با استفاده از سری های چبیشف انجام شده و تحلیل دینامیکی ابزار نیز با استفاده از روش جدید قطر معادل و استفاده از معادلات تیر اویلر برنولی انجام گرفته است. پارامترهای تماسی بین اجزا با استفاده از روش جدید ارائه شده در نرم افزار ansys به دست آمده و به صورت تجربی مورد تأیید قرار گرفته است.