شبیه‌سازی و تحلیل وقوع لرزش در فرایند تراش‌کاری متعامد با رویکرد انرژی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، پردیس شهرضا، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی، گروه مهندسی مکانیک، پردیس شهرضا، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

doi
10.22044/jsfm.2025.16071.3965
چکیده

این مقاله به شبیه‌سازی و تحلیل ارتعاشات قطعه‌کار در فرایند تراش‌کاری متعامد، از لحظه شروع درگیری ابزار با قطعه‌کار، با هدف انجام یک مطالعه عمیق بر روی نحوه شروع پدیده لرزش با استفاده از رویکرد انرژی می‌پردازد. به این منظور، فرایند تراش‌کاری متعامد یک دیسک به دو مرحله تقسیم‌بندی شده است: دور اول چرخش قطعه‌کار و دورهای بعدی. معادلات ارتعاشی حاکم بر سیستم در هر مرحله به‌طور مجزا استخراج شده‌اند. معادله مرحله اول به‌صورت تحلیلی و معادله مرحله دوم با استفاده از روش نیمه گسسته‌سازی حل شده است. همچنین، روابط محاسبه توان و انرژی تزریق شده به سیستم توسط نیروی برشی و نیز تلف شده توسط میرایی سیستم ارائه شده‌اند. با انجام شبیه‌سازی، توصیف فیزیکی رفتار ارتعاشی سیستم در چند دور اول گردش قطعه‌کار به‌طور کامل ارائه شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد رفتار ارتعاشی سیستم در سه دور اول چرخش قطعه‌کار، صرف‌نظر از عرض برشی، به پاسخ گذرای سیستم در دور اول ناشی از پیشروی ابزار بستگی دارد. همچنین، نتایج حاصل نشان می‌دهد که در حالت پایدار، توان کل برابر صفر؛ در مرز پایداری، نوسانی با دامنه ثابت و مقدار متوسط صفر؛ و در حالت ناپایدار، نوسانی با دامنه افزاینده و مقدار متوسط صفر است.