Naziv projekta: DINAMIKA PROCESA REZANJA I NJEGOVA INTERAKCIJA SA MEHANIČKOM STRUKTUROM OBRADNOG SISTEMA Mašinski fakultet Banja Luka 01.01.2009. 01.10.2010.
UČESNICI PROJEKTA KOORDINATOR PROJEKTA: Doc.dr Gordana Lakić Globočki, dipl.inž.maš. SARADNICI NA PROJEKTU: 1. Prof. dr Vid Jovišević, dipl.inž.maš. 2. Mr ðorñe Čiča, viši asistent 3. Asis. Stevo Borojević, dipl.inž.maš. 4. Asis. Branislav Sredanović, dipl.inž.maš. 5. Mr Valentina Golubović Bugarski, viši asistent 6. Asis. Ranko Radonjić, dipl.inž.maš. 7. Predrag Stanić, dipl.inž.maš. PROJEKAT PODRŽAN OD STRANE: Ministarstvo nauke i tehnologije Vlade Republike Srpske SUFINANSIJERI PROJEKTA: Ispitivanje materijala Kaldera sa stanovišta company obradivosti d.o.o., ima Laktaši za cilj iznalaženje optimalnih Walter d.o.o., Banja Luka
CILJ PROJEKTA Cilj projekta - razvoj analitičkih i numeričkih modela simulacije dinamičkog ponašanja elemenata obradnog sistema (glavno vreteno mašine držač alata alat). Numerička i analitička konstrukcija dijagrama stabilnosti zahtijeva eksperimentalno modalno testiranje i kombinovane ekperimentalno teorijske metode. Cilj istraživanja - modeliranje kompleksnih struktura pojednostaviti razdvajanjem na podstrukture koje se bolje i tačnije mogu predstaviti jednostavnijim matematičkim modelom. Ukupan odgovor sistema se dobija spajanjem dinamičkih karakteristika svake od komponenata. Poseban značaj istraživanjima, koja su realizovana kroz ovaj projekat, daje razvoj novog modela gdje su postojeće metode spajanja dinamičkih podstruktura, korištenjem funkcije frekventnog odziva (FRF), proširene sa ugaonim stepenima slobode. Valjanost dobijenog modela testirana je na realnom fizičkom sistemu glavnog vretena CNC alatne glodalice koja se nalazi u Laboratoriji za tehnologiju obrade rezanjem i obradne sisteme Mašinskog fakulteta u Banjoj Luci. U naučnom smislu, značaj ovih istraživanja je u razvoju brzog i pouzdanog modela za predviñanje samopobudnih vibracija u procesu glodanja koji je proširen sa rotacionim stepenima slobode. Isto tako, značaj ovih istraživanja je i u identifikaciji parametara modularnih sistema Ispitivanje alata putem materijala kombinovanja sa stanovišta eksperimentalnih obradivosti ispitivanja ima za i cilj matematičkog iznalaženje modeliranja optimalnih a koji tehnološko-geometrijskih se ne mogu direktno mjeriti. uslova obrade, odnosno efektivnije upravljanjem
U prvoj fazi istraživanja na primjeru slobodno oslonjene grede provedena su eksperimentalna ispitivanja mjerenja RDOF primjenom metoda konačnih razlika i to korišćenjem aproksimacije prvog i drugog reda, uz variranje rastojanja izmeñu akcelerometara. Rezultati eksperimentalnih ispitivanja pokazali su da se metodom konačnih razlika dobijaju prihvatljivi rezultati kada je riječ o sopstvenim frekvencijama oscilovanja. Meñutim, kada su u pitanju veličine amplituda metod ne pruža zadovoljavajuće rezultate. Rezultujuće FRF koje se odnose na ugaone stepene slobode imaju dosta šuma, pa se generalno može izvesti zaključak da identifikacija RDOF metodom konačnih razlika nije zadovoljavajuća.
U drugoj fazi istraživanja zbog svih nedostaka koji prate uobičajene metode identifikacije RDOF, kao što su metod konačnih razlika i metod T-bloka, razvijen je matematički model kod kojeg se odreñuju ugaoni odzivi mehaničkog sistema bez njihovog direktnog mjerenja. Matematički model primjenjen je na sistemu glavno vreteno držač alata alat, a za identifikaciju ugaonih stepeni slobode, predložene su dvije metode: korišćenjem držača alata i korišćenjem alata. Matematičkim modelom omogućena je predikcija funkcije frekventnog odziva sistema glavno vreteno držač alata alat uz istovremeno smanjenje zahtjeva za eksperimentalnim testiranjem.
Paralelno s tim uz korištenje numeričkih metoda za rješavanje složenih problema opisivanja statičkog i dinamičkog ponašanja mašinskih sistema izvršena je i numerička simulacija sistema glavno vreteno držač alata alat u cilju verifikacije predloženog matematičkog modela. Poreñenjem proračunatih ugaonih odziva sistema glavno vreteno držač alata alat sa rezulatima dobijenim programskim paketom ANSYS konstatovano je da je predloženi metod tačan budući da je greška izmeñu proračunatih i simuliranih odziva iznosila masksimalno 10-5. U cilju kompletiranja identifikacije dinamičkog ponašanja sistema glavnog vretena, posebna pažnja posvećena je identifikaciji modalnih parametara. Na osnovu matematičke formulacije metoda racionalnih polinomnih razlomaka, napisan je program za identifikaciju modalnih parametara, a tačnost metoda provjerena je preko analitičke i numeričke simulacije. Analiza je pokazala da metod racionalnih polinimnih razlomaka nije značajnije osjetljiv na šum. U cilju tačne predikcije ponašanja sistema glavno vreteno držač alata alat, definisanog odgovarajućim matematičkim modelom, potrebna je i precizna definicija parametara veze tog modela, krutosti i prigušenja, koji su najčešće nepoznati, a gotovo nemoguće ih je odrediti eksperimentalnim putem. Za tačnu predikciju dinamičkog ponašanja sistema glavnog vretena krucijalna je pouzdana identifikacija nepoznatih parametara veze.
U okviru istraživanaja na ovom projektu predloženi su metodi identifikacije modalnih parametara, te identifikacije parametara veze sistema glavno vreteno držač alata alat, i verifikovani su na slobodno oslonjenom sistemu glavnog vretena. Analizom dobijenih rezultata identifikovanih modalnih parametara dobijenih korišćenjem softvera za modalnu analizu PULSE Labshop vr. 9.0, te metodom racionalnih polinomnih razlomaka, primjećeno je da ne postoje značajnije razlike u vrijednostima izmeñu identifikovanih sopstvenih frekvencija oscilovanja.
Identifikacija parametara veze sistema glavno vreteno držač alata alat izvršena je na obradnom centru Haas VF2. Analizom dobijenih rezultata identifikacije parametara, kako slobodno oslonjenog sistema glavno vreteno držač alata alat, tako i navedenog sistema kao integralnog dijela obradnog centra, potvrñena praktična primjenjivost predloženog metoda. Na osnovu identifikovanih veličina parametara veze sistema glavno vreteno držač alata alat, te na osnovu identifikovanih modalnih parametara formirane su neuronske mreže za predikciju Ispitivanje translatorne materijala i ugaone sa stanovišta krutosti navedenog obradivosti sistema, ima za te cilj sopstvene iznalaženje frekvencije optimalnih alata. Neuronske mreže su oblikovane i simulirane preko programskog paketa MATLAB i njegovog podskupa tehnološko-geometrijskih za neuronske mreže Neural uslova Network obrade, Toolbox. odnosno efektivnije upravljanjem
OBJAVLJENI NAUČNI RADOVI U OKVIRU REALIZOVANOG PROJEKTA 1. Gordana Lakić-Globočki, Stevo Borojević, ðorñe Čiča, Branislav Sredanović DEVELOPMENT OF APLICATION FOR INDEX OF MACHINABILITY ANALYSIS Tribology in Industry, Volume 31, No. 1&2, 2009. Page 57. 60. 2. Stevo Borojević, Branislav Sredanović, Gordana Lakić-Globočki, Bogdan Nedić, ðorñe Čiča ANALIZA INDEKSA OBRADIVOSTI ALUMINIJSKIH LEGURA POMOĆU APLIKATIVNOG PROGRAMSKOG RJEŠENJA, XXXIII savjetovanje proizvodnog mašinstva Srbije sa meñunarodnim učešćem, 16-17.jun 2009, Beograd, Srbija 3. Čiča ð., Zeljković M., Golubović-Bugarski V., Lakić-Globočki G., IDENTIFIKACIJA PARAMETARA VEZE DINAMIČKIH SISTEMA KORIŠTENJEM FUNKCIJE FREKVENTNOG ODZIVA, XXXIII savjetovanje proizvodnog mašinstva Srbije sa meñunarodnim učešćem, 16-17.jun 2009, Beograd, Srbija 4. Gordana Lakić-Globočki, Stevo Borojević, ðorñe Čiča, Branislav Sredanović DEVELOPMENT OF APLICATION FOR INDEX OF MACHINABILITY ANALYSIS, 11th International Conference on Tribology SERBIATRIB`09, 13-15. maj 2009, Beograd, Srbija 5. Branislav Sredanović, Gordana Lakić-Globočki, Stevo Borojević PROJEKTOVANJE I PRORAČUN OBIMNOG GLODALA PRIMJENOM SAVREMENIH PROGRAMSKIH SISTEMA, 9. meñunarodna konferencija o dostignućima elektrotehnike, mašinstva i informatike DEMI 2009, 28-29.maj 2009, Banja Luka, RS-BiH 6. Čiča ð., Zeljković M., Golubović-Bugarski V., Lakić-Globočki G., MJERENJE UGAONIH STEPENI SLOBODE METODOM KONAČNIH RAZLIKA, 9. meñunarodna konferencija o dostignućima elektrotehnike, mašinstva i informatike DEMI 2009, 28-29.maj 2009, Banja Luka, RS-BiH 7. V. Golubović-Bugarski, D. Blagojević, ð. Čiča, IDENTIFIKACIJA STRUKTURNIH OŠTEĆENJA IZ MODALNIH PODATAKA, 9. meñunarodna konferencija o dostignućima elektrotehnike, mašinstva i informatike DEMI 2009, 28-29.maj 2009, Banja Luka, RS-BiH 8. S. Borojević, V. Jovišević, S. Jokanović, MODELING, SIMULATION AND OPTIMIZATION OF PROCESS PLANNING, MMA 2009, 10th International Scientific Conference On Flexsible Technologies, October 9-10. 2009., Novi Sad, Serbia 9. tehnološko-geometrijskih V. Golubović-Bugarski, D. Blagojević, uslova ð. Čiča, obrade, A MODE odnosno SHAPE efektivnije CHANGE CORRELATION upravljanjem APPROACH procesom TO DAMAGEobrade. DETECTION, 26th Danubia Adria Symphosium, Montanuniversität Leoben