Bücher von Felipe Klein Fiorentin

Dans les applications pratiques liées à l'usinage d'une pièce, la fréquence de résonance est toujours un paramètre important dont il faut tenir compte. L'enlèvement de matière est inhérent à l'ensemble du processus d'usinage, et il existe donc des variations dans la masse de la pièce. De plus, les changements de géométrie de la pièce entraînent des variations de rigidité dans une direction donnée. Ces deux paramètres déterminent la fréquence propre d'un objet et, avec le facteur d'amortissement, la fréquence de résonance. Dans un processus de fraisage avec rotation de l'outil à vitesse constante, des valeurs d'excitation proches de la fréquence de résonance de la pièce (qui change toujours avec l'enlèvement de matière) peuvent être atteintes à différents moments. Cette condition doit être évitée, car une pièce excitée à sa fréquence de résonance tend à atteindre de grandes amplitudes de vibration, ce qui peut être catastrophique pour le processus, entraînant un mauvais état de surface et, dans des situations plus critiques, des défaillances catastrophiques de la machine et de l'outil. Afin d'éviter les excitations dans ces conditions, la simulation numérique est un procédé valable pour prédire les fréquences de vibration.

In practical applications related to machining a workpiece, the resonance frequency is always an important parameter and must be taken into account. The removal of material is inherent to the entire machining process, so variations in the mass of the workpiece exist. In addition, as part geometry changes, variations in stiffness in a given direction are also present. These two parameters determine the natural frequency of an object and, together with the damping factor, also determine the resonance frequency. In a milling process with tool rotation at constant speed, excitation values close to the resonance frequency of the workpiece (which is always changing as material is removed) can be reached at different times. This condition should be avoided, since a workpiece excited at its resonance frequency tends to reach large vibration amplitudes, which can be catastrophic for the process, resulting in a poor surface finish and, in more critical situations, catastrophic machine and tool failures. In order to avoid excitations under these conditions, numerical simulation is a valid process for predicting the frequencies of vibration.

En las aplicaciones prácticas relacionadas con el mecanizado de una pieza, la frecuencia de resonancia es siempre un parámetro importante que debe tenerse en cuenta. La eliminación de material es inherente a todo el proceso de mecanizado, por lo que existen variaciones en la masa de la pieza. Además, al cambiar la geometría de la pieza, también se producen variaciones en la rigidez en una dirección determinada. Estos dos parámetros determinan la frecuencia natural de un objeto y, junto con el factor de amortiguación, determinan también la frecuencia de resonancia. En un proceso de fresado con rotación de la herramienta a velocidad constante, se pueden alcanzar en diferentes momentos valores de excitación próximos a la frecuencia de resonancia de la pieza (que siempre está cambiando a medida que se retira material). Esta condición debe evitarse, ya que una pieza excitada a su frecuencia de resonancia tiende a alcanzar grandes amplitudes de vibración, lo que puede ser catastrófico para el proceso, dando lugar a un acabado superficial deficiente y, en situaciones más críticas, a fallos catastróficos de la máquina y de la herramienta. Para evitar excitaciones en estas condiciones, la simulación numérica es un proceso válido para predecir las frecuencias de vibración.

Nelle applicazioni pratiche relative alla lavorazione di un pezzo, la frequenza di risonanza è sempre un parametro importante e deve essere presa in considerazione. L'asportazione di materiale è inerente all'intero processo di lavorazione, quindi esistono variazioni nella massa del pezzo. Inoltre, al variare della geometria del pezzo, si verificano anche variazioni di rigidità in una determinata direzione. Questi due parametri determinano la frequenza naturale di un oggetto e, insieme al fattore di smorzamento, determinano anche la frequenza di risonanza. In un processo di fresatura con rotazione dell'utensile a velocità costante, si possono raggiungere in tempi diversi valori di eccitazione prossimi alla frequenza di risonanza del pezzo (che cambia sempre con l'asportazione del materiale). Questa condizione va evitata, poiché un pezzo eccitato alla sua frequenza di risonanza tende a raggiungere ampiezze di vibrazione elevate, che possono essere catastrofiche per il processo, causando una cattiva finitura superficiale e, in situazioni più critiche, guasti catastrofici alla macchina e all'utensile. Per evitare eccitazioni in queste condizioni, la simulazione numerica è un processo valido per prevedere le frequenze di vibrazione.

Bei praktischen Anwendungen im Zusammenhang mit der Bearbeitung eines Werkstücks ist die Resonanzfrequenz immer ein wichtiger Parameter, der berücksichtigt werden muss. Der Materialabtrag ist ein fester Bestandteil des gesamten Bearbeitungsprozesses, daher gibt es Schwankungen in der Masse des Werkstücks. Da sich die Geometrie des Werkstücks ändert, gibt es außerdem Schwankungen in der Steifigkeit in einer bestimmten Richtung. Diese beiden Parameter bestimmen die Eigenfrequenz eines Objekts und bestimmen zusammen mit dem Dämpfungsfaktor auch die Resonanzfrequenz. Bei einem Fräsprozess, bei dem das Werkzeug mit konstanter Geschwindigkeit rotiert, können zu verschiedenen Zeitpunkten Erregungswerte nahe der Resonanzfrequenz des Werkstücks (die sich mit dem Materialabtrag ständig ändert) erreicht werden. Dieser Zustand sollte vermieden werden, da ein in seiner Resonanzfrequenz erregtes Werkstück dazu neigt, große Schwingungsamplituden zu erreichen, was für den Prozess katastrophale Folgen haben kann, die zu einer schlechten Oberflächengüte und in kritischeren Situationen zu katastrophalen Maschinen- und Werkzeugausfällen führen. Um Erregungen unter diesen Bedingungen zu vermeiden, ist die numerische Simulation ein geeignetes Verfahren zur Vorhersage der Schwingungsfrequenzen.

Na engenharia naval é comum a aplicação de peças delgadas, como pás de hélices e aletas de trocadores de calor. Muitas vezes, essas peças passam por um processo de usinagem. Por se tratarem de componentes relativamente flexíveis, a usinagem destes componentes é um processo delicado. É inerente a todo o processo de usinagem a remoção de material, portanto variações na massa da peça existem. Além disso, como se altera a geometria das peças, variações na rigidez também ocorrem. Estes dois parâmetros determinam a frequência natural de um objeto e aliados ao fator de amortecimento, determinam também a frequência de ressonância. Outro fator que influencia na rigidez do conjunto é o sistema de fixação. Deve-se evitar excitar estes componentes em frequências próximas as de ressonância. A fim de minimizar as vibrações da peça no processo de usinagem e consequentemente melhorar o acabamento superficial, o presente trabalho busca, através da simulação numérica pelo método dos elementos finitofinitos, prever o comportamento dinâmico de determinado sistema, analisando suas vibrações. Correlacionando-se amplitudes de vibrações com rugosidade, foi possível estimar o acabamento superficial.

Em aplicações práticas relacionadas à usinagem de uma peça, a frequência de ressonância é sempre um parâmetro importante e deve ser considerado. É inerente à todo o processo de usinagem a remoção de material, portanto variações na massa da peça existem. Além disso como altera-se a geometria das peças, variações na rigidez em determinada direção também estão presentes. Estes dois parâmetros determinam a frequência natural de um objeto e aliados ao fator de amortecimento, determinam também a frequência de ressonância. Num processo de fresamento com rotação da ferramenta com velocidade constante, pode-se atingir em distintos momentos valores de excitação próximos a frequência de ressonância da peça (a qual está sempre mudando com a remoção de material), esta condição deve ser evitada, uma vez que uma peça excitada em sua frequência de ressonância tende a atingir grandes amplitudes de vibração, as quais podem ser catastróficas para o processo, resultando em um péssimo acabamento superficial e em situações mais críticas, em falhas catastróficas da máquina e ferramentas.