Modeling of Machining Processes for Predictive Analysis of Self-excited Vibrations



Título del documento: Modeling of Machining Processes for Predictive Analysis of Self-excited Vibrations
Revista: Ingeniería mecánica, tecnología y desarrollo
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000395165
ISSN: 1665-7381
Autores: 1
1
1
2
3
Instituciones: 1Centro de Tecnología Avanzada A.C., Aguascalientes. México
2Universidad Autónoma de Querétaro, Facultad de Ingeniería, Querétaro. México
3Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Querétaro, Querétaro. México
Año:
Periodo: Sep
Volumen: 3
Número: 1
Paginación: 1-9
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Aplicado, descriptivo
Resumen en español Las vibraciones auto-inducidas son una condición de inestabilidad que limita la productividad de los procesos de maquinado. Este fenómeno, comúnmente conocido como chatter, por su término en inglés, ha sido estudiado con métodos lineales y no lineales. Aunque la teoría de regeneración y los modelos lineales con retraso en el tiempo representan la explicación más aceptada del origen de la vibración, los efectos no lineales del proceso no se toman en cuenta. El comportamiento no lineal del fenómeno de vibración auto-inducida está caracterizado por la presencia de ciclos límite, el fenómeno de salto y bifurcaciones subcríticas tipo Hopf y de período duplicado. Resultados experimentales muestran que el comportamiento no lineal se puede representar mediante términos no lineales de tipo estructural y regenerativo, pero la caracterización de esos términos está en discusión. En este trabajo se presenta una revisión de los modelos más representativos del análisis de vibraciones auto-inducidas, basados en métodos lineales y no lineales. También se presenta un análisis predictivo de una operación típica de maquinado. Se concluye que el análisis lineal es suficiente para obtener una buena aproximación de las condiciones críticas de estabilidad; sin embargo, el análisis no lineal es necesario para mejorar la productividad cerca de condiciones inestables de maquinado
Resumen en inglés Chatter is a condition of instability that limits productivity of machining processes. This phenomenon was classified as a self-excited vibration problem; therefore, it has been studied under linear and nonlinear approaches. Even though regeneration theory and linear time delay models are the most widely accepted explanation of chatter, nonlinear effects of the process are disregarded. The nonlinear effects are characterized by the presence of limit cycles, the jump phenomenon, subcritical Hopf and period doubling bifurcations. Experimental results showed that nonlinear behavior can be represented by both structural and regenerative nonlinear terms; even though characterization of these nonlinear terms is under discussion. In this work, a review of the most outstanding models based on both linear and nonlinear approaches is presented. Additionally, predictive analysis of chatter for typical machining operations is also performed. It can be seen that a linear analysis is enough to obtain a good approach of stability conditions; however, nonlinear analysis is necessary to enhance productivity near unstable machining conditions
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería mecánica,
Maquinado,
Vibraciones auto-inducidas,
Análisis de estabilidad,
Dinámica no lineal
Keyword: Engineering,
Mechanical engineering,
Machining,
Chatter,
Stability analysis,
Nonlinear dynamics
Texto completo: Texto completo (Ver HTML)