Modelowanie mechaniki procesu mikroskrawania przy zastosowaniu metod numerycznych
[ 1 ] Instytut Technologii Mechanicznej, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Politechnika Poznańska | [ D ] phd student
[ 1 ] Instytut Technologii Mechanicznej, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
EN Modelling of microcutting process mechanics utilizing numerical methods
polish
- mikroskrawanie
- mikrofrezowanie
- MES
- modelowanie
- skrawanie
- microcutting
- micromilling
- FEA
- modeling
- machining
PL Głównym celem rozprawy było opracowanie numerycznego modelu procesu mikroskrawania uwzględniającego konsekutywne skrawanie dwóch warstw materiału obrabianego. W zaproponowanym modelu zastosowano sprzężone sformułowanie Eulera-Lagrange’a (CEL), zaimplementowane w metodzie elementów skończonych (MES). Na podstawie wyników predykcji modelem MES/CEL wykazano, że stan warstwy wierzchniej powstały w wyniku nagniatania powierzchnią przyłożenia podczas pierwszego przejścia ostrza wywiera jakościowy i ilościowy wpływ na wartości składowych siły całkowitej oraz minimalnej grubości warstwy skrawanej w drugim przejściu ostrza. Z porównania sił zamodelowanych z doświadczalnymi wynika, że wartości oszacowane za pomocą modelu uwzględniającego drugie przejście ostrza zapewniały mniejszy błąd oszacowania wartości doświadczalnych, w stosunku do wartości uzyskanych dla modelu pojedynczego przejścia ostrza. Potwierdza to zasadność stosowania w symulacjach numerycznych konsekutywnych przejść ostrzy w celu zamodelowania efektu ciągłości i cykliczności procesu mikroskrawania.
EN The main objective of this dissertation was the development of numerical model for microcutting process that involves consecutive cutting of two material layers. Proposed model utilizes coupled Eulerian-Lagrangian formulation (CEL) implemented in the finite element method (FEM). Predictions of force values with FEM/CEL microcutting model revealed, that the subsurface layer formed through the ploughing phenomena during the first tool pass has a quantitative and qualitative influence on the force components and minimum uncut chip thickness occurring in the second tool pass. Presented analysis revealed that the force model based on data from subsequent tool pass, which considers a longer cutting path and conditions of ongoing cutting process is characterized by a higher estimation accuracy comparing to single pass FEM model. This observation confirms the validity of the second tool pass consideration in the proposed numerical model.
185
mechanical engineering
mechanical engineering
DrOIN 2220
public
Józef Gawlik
Kraków, Polska
23.07.2022
polish
public
Piotr Niesłony
Opole, Polska
25.08.2022
polish
public
dissertation
Poznań, Polska
18.11.2022
Rada Dyscypliny Inżynieria Mechaniczna Politechniki Poznańskiej
doktor nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie: inżynieria mechaniczna