بررسی اثر ژیروسکوپی بر ارتعاشات عرضی و پایداری ابزار فرزکاری با مدل تیر اویلر- برنولی

در این پژوهش رفتار ارتعاشی ابزار فرزکاری با درنظر گرفتن اثر ژیروسکوپی و پارامترهای تاثیرگذار دیگر به‌صورت حل عددی مورد بررسی قرار گرفته‌است. ارتعاشات عرضی ابزار فرزکاری با مدل تیر اویلر برنولی و تئوری تیر رایلی شبیه‌سازی شده و استخراج معادلات حاکم با استفاده از اصل همیلتون انجام شده‌است. فرکانس‌های طبیعی و شکل مودهای مدل اول با شرط مرزی ثابت و گیردار با حل عددی به کمک نرم‌افزار انسیس استخراج شده‌ و با نتایج حل عددی در نرم‌افزار متلب مقایسه شده‌است. فرکانس‌های طبیعی و شکل مودهای مدل دوم با شرایط مرزی الاستیک و گیردار به روش حل عددی با حل عددی به کمک نرم‌افزار انسیس استخراج شده‌ و با نتایج تست تجربی از مرجع معتبر صحه‌گذاری شده‌است. همچنین، پایداری ابزار و ابزارگیر به کمک کدنویسی در نرم‌افزار متلب به‌صورت یک سیستم مورد بررسی قرار گرفته و پارامترهای موثر بر پایداری سیستم ابزار و ابزارگیر تحلیل شده و حساسیت فرکانس‌های طبیعی ابزار نسب به تغییر طول ابزار مورد بررسشی قرار گرفته‌است. نتایج نشان می‌دهد که در مدل با اتصال الاستیک فرکانس غالب در مقادیر پایین‌تر ایجاد می‌گردد و عمق برش محوری با بالارفتن دور به شدت افزایش می‌یابد.

investigating the effect of gyroscope on transverse vibrations and stability of milling tools with euler-bernoulli beam model

in this study, the vibration behavior of a milling tool, accounting for the effects of gyroscopic forces and other influencing parameters, has been investigated numerically. the transverse vibrations of the milling tool were simulated using the euler bernoulli beam model and rayleigh beam theory, with the governing equations derived through hamilton’s principle. the natural frequencies and mode shapes for the first model, assuming a fixed boundary condition, were determined numerically using ansys software and compared with results obtained from matlab. for the second model, with elastic and clamped boundary conditions, the natural frequencies and mode shapes were extracted using ansys software and validated against experimental test results from a reliable reference. furthermore, the stability of the tool and tool holder system was analyzed through matlab coding, examining the parameters affecting system stability. the sensitivity of the tool’s natural frequencies to changes in its length was also investigated. the results indicate that, in the model with elastic connections, the dominant frequency occurs at lower values. additionally, the depth of the axial cut significantly increases with the circumference.