Theoretical and Experimental Modal Analysis of Machine Tool Bed

Abstract

W artykule zaprezentowano teoretyczną i eksperymentalną analizę modalną korpusu obrabiarki. Analiza modalna jest powszechnie wykorzystywaną w praktyce techniką badania dynamicznych właściwości obiektów. Została przeprowadzona w celu porównania wyników teoretycznych z badaniami doświadczalnymi. Wyniki otrzymane na drodze teoretycznej analizy modalnej okazały się wysoce zbieżne z badaniami eksperymentalnymi. Ta weryfikacja modelu teoretycznego z wynikami doświadczalnymi dała podstawy do przeprowadzenia badań, na podstawie których wycią-gnięto wnioski na temat dynamicznego zachowania obiektu badań.SŁOWA KLUCZOWE: analiza modalna, teoretyczna analiza modalna, eksperymentalna analiza modalna The paper presents a theoretical and experimental modal analysis of the machine tool body. Modal analysis is a technique widely used in practice for exploring the dynamic properties of objects. The analysis was carried out in order to compare the theoretical results with experimental studies. The results obtained by a theoretical modal analysis have proven to be highly convergent with experimental studies. The verification of the theoretical model with experimental results gave reasonable grounds to conduct a study based on the revised model. On this basis conclusions about the dynamic behavior of the object of research were drawn. KEYWORDS: modal analysis, theoretical modal analysis, experimental modal analysis WprowadzenieKorpusy są elementami obrabiarek, wiążącymi w jedną całość podstawowe zespoły i mechanizmy. Ich rola polega na utrzymaniu innych części i zespołów obrabiarki w ściśle określonych wzajemnych położeniach. Z reguły obrabiarkę tworzy korpus główny, będący podstawową konstrukcją nośną oraz kilka lub kilkanaście mniejszych korpusów, które przykręcone do niego stanowią całość. Większość korpusów obrabiarkowych jest wykonywanych w postaci odlewów z żeliwa szarego maszynowego bądź żeliwa modyfikowanego [1].Analiza modalna jest powszechnie stosowaną w praktyce techniką badania własności dynamicznych obiektów mechanicznych. Znajduje ona zastosowanie nie tylko w inży-nierii mechanicznej [2,3,4,5,6] [12]. W wyniku analizy modalnej otrzymuje się model modalny w postaci zbioru częstości własnych, postaci drgań oraz współczynników tłumienia. Znajomość tych parametrów umożliwia przewidywanie zachowania się obiektu na skutek dowolnych zaburzeń równowagi. Jest ona stosowana dla celów modyfikacji konstrukcji, diagnostyki stanu konstrukcji, dla celów syntezy sterowania w układach aktywnej redukcji drgań oraz dla celów weryfikacji i walidacji modeli numerycznych takich jak modele elementów skończonych czy elementów brzegowych [13].Zaprezentowana w pracy analiza została przeprowadzona w celu porównania wyników właściwości dynamicznych symulacji teoretycznych z badaniami doświadczalnymi że-liwnego łoża obrabiarki, aby zweryfikować modalny model teoretyczny i przyjęte założenia dotyczące tego modelu. Analiza teoretycznaTeoretyczna analiza modalna przeprowadzona za pomocą symulacyjnego modułu programu Autodesk Inventor umożliwia otrzym...

Some aspects regarding the static behavior of basalt in the machine building industry

“…There are quite few studies reporting basalt as building material for machine-tools elements. However, a literature survey [5][6][7][8][9] shows a tendency to use mineral casting instead of iron casting, due to their superior characteristics. A composition containing basalt, spodumenne and fly ash was found to have the highest flexural strength and lowest thermal expansion coefficient [1,7].…”