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研究生:黃崇祐
研究生(外文):Chung-Yu Huang
論文名稱:外圓磨床之動態系統穩定性探討
論文名稱(外文):A Study on Dynamic and Stability Analysis of a Cylindrical Grinder
指導教授:查國強
指導教授(外文):Kuo-Chiang Cha
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
中文關鍵詞:外圓磨床動柔度絕對值吸振器穩定性反應曲面法
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本研究針對精密外圓磨床進行磨削加工之振動研究,以工具機柔度為性能指標,分別採用系統参數設計及加裝吸振器等方法,探討工具機結構特性與穩定性。
文中首先依照Lagrange能量法,推導出具有九個自由度的集中質量模型,利用結構動態設計能量平衡原理,假設於無阻尼情況下,依序求出整機在各自然頻率下之模態柔度、各子結構慣性能,與結合介面彈性能分佈率等資料,選出具有影響性之因子,並比較原型機與改變設計參數後之情形;分析中運用了實驗設計法之直交表配置技巧,採用了五水準中央混合旋轉設計(central composite rotatable design)之規劃,以反應曲面法(Response Surface Methodology, RSM) 之二次迴歸關係式建立了替代模型,並比較全面搜尋與最佳化分析等技術,結果顯示:系統柔度之最大負實部絕對值,由原型機0.2135μm/N,降至0.14873μm/N,相當於結構穩定性增加約30%。
另外,利用吸振器原理,推導出原型機加裝吸振器後之動力方程式,分析吸振器参數設計,結果顯示:經調質後的吸振器設計,可使系統柔度最大負實部絕對值降為0.13448 μm/N,相當於結構穩定性增加約37%,效果更形顯著。
指導教授推薦書
口試委員審定書
授權書 iii
致謝 iv
中文摘要 v
英文摘要 vii
目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1研究背景及動機 1
1.2研究目的 3
1.3文獻回顧 5
1.4 研究大綱 7
第二章 集中質量模型推導與參數設定 9
2.1 相關原理 9
2.2 精密外圓磨床集中質量模型建立 11
2.3 系統各結構之能量推導 13
2.4 系統質量矩陣、剛性矩陣、與阻尼矩陣之建立 21
2.5 集中質量模型基本參數之設定 25
第三章 系統參數特性探討 27
3.1 無阻尼之參數特性探討 27
3.2 有阻尼系統之動態特性探討 27
3.3 具有影響性參數之選定 30
3.4 原型機之k5、k7、k8、m8等因子之定性探討 31
3.5 規劃因子之配置 35
第四章 反應曲面法建模與最佳化分析 38
4.1 反應曲面法簡介與優缺點 38
4.2 反應曲面法之建模 40
4.3 最佳化分析 44
4.4 RSM替代模型參數定性分析 45
4.5最佳化分析結果與驗證結果 48
第五章 裝置吸振器 51
5.1 裝置吸振器之能量法推導 52
5.2 設置吸振器相關資料與結果 54
第六章 討論與結論 59
6.1 調整設計參數之結論 59
6.2 裝置吸振器之結論 60
參考文獻 61
1.馬瑞平, 《工機具不穩定現象與動剛性量測介紹》, 機械月刊第二十八卷第三期, 2002年 三月號。
2.何俊龍, 《工具機整機性能測試與分析》, 機械月刊第二十七卷第八期, 2001年 八月號。
3.宮紹華, 《工具機震動問題的解析》, 機械月刊第十七卷第四期,中華民國八十年四月, pp. 150-161。
4.宮紹華, 《切削振動探討》, 振動噪音專輯, 中華民國八十三年 十二月號, pp. 217-223。
5.王總守, 《由顫動觀點探討如何改進切削精度》, 機械月刊第二十卷第五期, 中華民國八十三年五月號, pp. 214-223。
6.李顯宏, 《MATLAB7.X 介面開發與編譯技巧》, 文魁資訊, 2005。
7.林傳生, 《Matlab之使用與應用》, 儒林, 2004。
8.吳駖, 《MATLAB程式設計應用實務》, 松崗, 2005。
9.稻崎一郎(主講人),講義(一),《工具機動力學及控制-工具機顫動之分析與控制》,中華民國精密機械發展協會。
10.楊櫹、唐恒齡、廖伯瑜,《機床動力學》,機械工業出版社,1983,6月。
11.劉方抗,《機械振動學》,航空工業出版社,1992年。
12.梁豔春, 王在申, 《多自由度振動系統動力吸振器優化設計》, 機械工程學報, Vol.24, No.3, pp. 53-58, Sept. 1988。
13.施淳雄, 《立式銑床減振器》, 機械月刊第十卷第四期, pp. 131-136, 4, 1984。
14.黃仁明、查國強, 《外圓磨床動態穩定性最佳化分析研究》, 論文編號:C3-039,中國機械工程師學會第二十三屆全國學術研討會,2006年11月25日。
15.黃仁明、查國強,《平面磨床結構穩定性預測模式之研究》,機械技術雜誌,88年11月,pp. 58-73。
16.查國強、王能治、黃仁明,《被動式吸振器應用於平面磨床集中質量參數模型之性能研究》,第十四屆中華民國振動與噪音工程學術研討會,2006年6月10日。
17.張炳生、張曙,《M8620型曲軸磨床的數學模型》,磨床與磨削,pp. 4-12,No.1,1983。
18.張炳生、張曙,《M8620型曲軸磨床結構參數優化》,甘肅工業大學學報,pp. 4-12,No.4,1986。
19.S. A. Tobias, "Machine-Tool Vibration", John Wiley & Sons, Inc., New York, 1965.
20.F. Koenigsberger and J. Tlusty, et al., "Machine Tool Structures", Vol.1, Pergamon Press, 1970.
21.Manfred Weck, "Handbook of Machine Tools -Metrological Analysis and Performance Tests", Vol.4, John Wiley & Sons. 1984.
22.N. K. Mehta, "Machine Tool Design", Tata McGraw-Hill Publishing Co. Ltd., 1984.
23.Myers, R. H. and Montgomery, D. C., "Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments", 2nd edition, John Wiley and Sons, New York, NY 2002.
24.S. S. Rao, "Mechanical Vibration", Prentice Hall, 2005。
25.R. S. Hahn, "On the Theory of Regenerative Chatter in Precision Grinding Operations", ASME, B, 76(1), pp. 593-597, 1954.
26.G. Sweeney and S. A. Tobias, "An algebraical method for the determination of the dynamic stability of machine tools", ASME p. 475, Proc. Int. Prod. Eng. Res. Conf. 1963.
27.R. H. Thornley and R. Connolly, M. M. Barash and F. Koenigsberger, "The Effect of Surface Topography upon the Static Stiffness of Machine Tool Joints", International Journal of Machine Tool Design and Research, Vol.5, pp. 57-74, 1965.
28.B. J. Stone and C. Andrew, "Vibration Absorbers for Machine Tools", Proc. 9th Int. M.T.D.R. Conf., Birmingham, Pergamon Press, 1968.
29.B. J. Stone and C. Andrew, "Optimization of Vibration Absorbers: Interactive methods for use on systems with experimentally determined characteristics", J. Mech. Engg. Sci., No.5, pp. 382, 9, 1968.
30.Y. Ito and M. Masuko, "Influences of Bolted Joint on the Model Testing of Machine Tool Structure", Transactions of Japan Society of Mechanical Engineering, Vol.36, N.284, pp. 649, 1970.
31.B. Y. Lee, Y. S. Tarng and S. C. MA, "Modeling of the Process Damping Force in Chatter Vibration" Int. J. Mach Tools manufact. Vol. 35, No.7 pp. 951-962, 1995.
32.Juhchin A. Yang and Venkatraman Jaganathan , Ruxu Du , "A new dynamic model for drilling and reaming processes" Department of Mechanical Engineering, University of Connecticut, pp. 139-191 Auditorium Road, Storrs, CT 0629-3139, USA, 2002.
33.N. Saravanja-Fabris and A. F. D’Souza, "Stability Analysis of Chatter in Metal Cutting", Trans. ASME, B, pp. 670-675, 1974.
34.F. Beards, "Some Effects of Interface Preparation on Frictional Damping in Joints", International Journal of Machine Tool Design and Research, Vol.15, pp. 77-83, 1975.
35.M. A. EiBaradie, M. M. Sadek and S.A. Tobias, "Dynamic Acceptance Tests for Horizontal Milling Machines Based on A Statistical Theory of Machine Tool Chatter", Trans. ASME, B, 98(3), pp. 919-929, 1976.
36.M. Sharan, T. S. Sanker and S. Sanker, "Dynamic Behavior of Lathe Spindles with Elastic Supports Including Damping by Finite Element Analysis", Shock. Vib. Bull, May, (51), pp. 1-10, 1981.
37.M. Weck and H. Heinrichs, "Efficient Finite-Element Structural Analysis by Interactive Graphic Mesh Generation", Anna. CIRP, 30(1), pp. 279-284, 1981.
38.N. Okubo and Y. Yoshida, "Application of Modal Analysis to Machine Tool Structures, Anna", CIRP, 31(1), pp. 243-246, 1982.
39.Brown and David Lee, "Grinding Dynamics", Ph.D. Dissertation , 1982.
40.M. Sharan, S. Sankar and T. S. Sankar , "Dynamic Analysis and Optimal Selection of Parameters of A Finite Element Modeled Lathe Spindle under Random Cutting Forces", J. Vib. Acoust Stress Reliab Des., 105(2), pp. 467-475, 1983.
41.L. Kops and D. M. Abrams, "Effect of Shear Stiffness of Fixed Joints on Thermal Deformation of Machine Tools", Annals of the CIRP, Vol.33, N.1, 1984.
42.Y. Ito, "Machine Tool Dynamics and Control II – Machine Tool Joints and Its Effects on the Structure Stiffness", Lecture notes, National Taiwan University, Jan. pp. 22-30, 1985.
43.R. A. Thompson, "On the Doudly Renerative Stability of A Grinder: The Theory of Chatter Growth", Trans. ASME, B, 108(2), pp. 75-82, 1986.
44.Wang Guanfu and Peng Zemin , "Application of Modal Analysis Methodology to Study Machine Process Stability of Machine Tools", Proc. 4th Int. Modal Analysis Conf., pp. 209-216, 1986.
45.W. F. Chen and E. M. Lui, "Effects of Joint Flexibility on the Behavior of Steel Frames", Computers and Structures, Vol. 26, N.5. pp. 719-732, 1987.
46.Kuo-Shong Wang and Yu-Zane Wang, "Optimal Design of Dynamic Absorber for Random-Excited Machine on An Arbitrary Planar Structure", Journal of the Chinese Society of Mechanical Engineers, Vol. 10, No. 4, pp. 285-294, 1989.
47.Y. C. Shin, et al., "Experimental Complex Modal Analysis of Machine Tool Structures", Trans. ASME, B, 111, pp. 116-124, 1989.
48.K. K. Padmanabhan, "Prediction of Damping in Machined Joints", International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol.32, N.3, pp. 305-314, 1992.
49.S. Synellakis and A. K. L. Chan, "Free Vibrations of Coupled walls by Transfer Matrics and Finite Element Modeling of Joints", Computers and Structures, Vol 44, N.6, pp. 1239-1247, 1992.
50.Chang, Y. F., Kang, Y. and Chen, K. Y., "Correction of Finite Element Model of a Rotor-Bearing System Using Modal Sensitivity Analysis", Chung-Yuan Journal, 23(1), pp. 121-130, 1995.
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