Dynamika soustav těles s neurčitostním modelem vzájemné vazby
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce se zabývá vyhodnocením vlivu neurčité tuhosti na výchylky nástroje při zapichování. Vlivem nedostatečné tuhosti jednotlivých částí stroje vzniká při řezném procesu mechanické kmitání, které může poškodit nejen povrch obrobku, nástroj ale i stroj samotný. Změna tuhosti může vzniknout v důsledku opotřebení, vlivem nastavených řezných podmínek atd. V první části se nachází teoretický úvod do problematiky neurčitostí a výběr vhodné metody řešení. Vybranými metodami jsou zde Monte Carlo a expanze polynomiálního chaosu, které jsou zpracovány v prostředí MATLAB. Obě zmíněné metody jsou nejprve testovány na jednoduchých soustavách s neurčitými vstupy tuhostí. Tyto soustavy nahrazují části tuhostních charakteristik jednotlivých dílů suportu. Následně je definován model pro soustružení při operaci zapichování se třemi stupni volnosti a je provedena analýza neurčitosti a citlivostní analýza pro neurčité vstupní hodnoty tuhostí opět pomocí obou metod. V závěru práce jsou obě zmíněné metody porovnány jak z hlediska časové náročnosti, tak přesnosti. Z výsledných hodnot vyplývá, že změna tuhosti má značný vliv na kmitání ve všech stupních volnosti analyzovaného modelu. Pro názornost byla pro maximální a minimální vyhodnocenou výchylku metodou Monte Carlo vypočtena drsnost povrchu obrobku. Největší vliv na výsledné vibrace nástroje byl zjištěn u tuhosti kuličkového šroubu. Díky tomu bylo navrženo řešení pro stabilnější řezný proces.
This diploma thesis deal with evaluation of the impact in the scale of uncertaintly stiffness on the tool deviation during grooving process. By the affect of the insufficient stiffness in each parts of the machine, there is presented a mechanical vibration during the cutting process which may cause a damage to the surface of the workpiece, to the tool or to the processing machine. The change of the stiffness is caused in the result of tool wear, impact of setted cutting conditions and many others. In the first part includes teoretical introduction to field of the uncertainty and choosing suitable methods for the solutions. Chosen methods are Monte Carlo and polynomial chaos expansion which are procced in the interface of MATLAB. Both of the methods are primery tested on the simple systems with the indefinited enters of the stiffness. These systems replace the parts of the stiffness characteristics of the each support parts. After that, the model is defined for the turning during the process of grooving with the 3 degrees of freedom. Then the analyses of the uncertainity and also sensibility analyses for uncertainity entering data of the stiffness are carried out again by both methods. At the end are both methods compared in the points of view by the time consuption and also by precission. Judging by gathered data it is clear that the change of the stiffness has significant impact on vibration in all degrees of freedome of the analysed model. As the example a maximum and a minimum calculated deviation of the workpiece stiffness was calculated via methode of Monte Carlo. The biggest impact on the finall vibration of the tool is found by stiffness of the ball screw. The solution was developed for the more stabile cutting process.
This diploma thesis deal with evaluation of the impact in the scale of uncertaintly stiffness on the tool deviation during grooving process. By the affect of the insufficient stiffness in each parts of the machine, there is presented a mechanical vibration during the cutting process which may cause a damage to the surface of the workpiece, to the tool or to the processing machine. The change of the stiffness is caused in the result of tool wear, impact of setted cutting conditions and many others. In the first part includes teoretical introduction to field of the uncertainty and choosing suitable methods for the solutions. Chosen methods are Monte Carlo and polynomial chaos expansion which are procced in the interface of MATLAB. Both of the methods are primery tested on the simple systems with the indefinited enters of the stiffness. These systems replace the parts of the stiffness characteristics of the each support parts. After that, the model is defined for the turning during the process of grooving with the 3 degrees of freedom. Then the analyses of the uncertainity and also sensibility analyses for uncertainity entering data of the stiffness are carried out again by both methods. At the end are both methods compared in the points of view by the time consuption and also by precission. Judging by gathered data it is clear that the change of the stiffness has significant impact on vibration in all degrees of freedome of the analysed model. As the example a maximum and a minimum calculated deviation of the workpiece stiffness was calculated via methode of Monte Carlo. The biggest impact on the finall vibration of the tool is found by stiffness of the ball screw. The solution was developed for the more stabile cutting process.
Description
Citation
SVOBODOVÁ, M. Dynamika soustav těles s neurčitostním modelem vzájemné vazby [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Inženýrská mechanika a biomechanika
Comittee
prof. Ing. Vladislav Laš, CSc. (předseda)
doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. (člen)
prof. Ing. Jaroslav Zapoměl, DrSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2020-07-31
Defence
Studentka ve vymezeném čase prezentovala svoji závěrečnou práci. Poté byly předneseny posudky a zodpovězeny dotazy oponenta. Následně byly pokládány další otázky vztahující se k diplomové práci:
Co znamená, že něco je neurčité a něco stochastické?
Používala jste Sobolovy citlivostní koeficienty vyššího řádu?
Uvažovala jste závislost mezi některými vstupy? Jsou reálně všechny vstupy nezávislé? Jak byste přistupovala k řešení, pokud byste uvažovala závislé vstupy?
Jaké jsou výhody a nevýhody metody Monte Carlo? Je vždy známa hustota pravděpodobnosti? Slyšela jste o metodě fuzzy množin?
Po zodpovězení všech dotazů bylo vystoupení hodnoceno jako velmi dobré.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení