Método de Discretización de Diferencias para la Predicción de la Estabilidad en Fresado
Autores: Wang, Chenxi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Propone
Método de discretización de diferencia
DDM
Predicción
Estabilidad de fresado
Ecuación diferencial con retardo
DDE
Números de intervalo de discretización
NDDM
Efectividad
Eficiencia
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone un método de discretización por diferencias (DDM) bajo un marco de diferencias para la predicción de la estabilidad del fresado. En este método, el proceso dinámico de fresado se describe mediante una ecuación diferencial con retardo (DDE) con dos grados de libertad en lugar de la forma tradicional en espacio de estados con un único retardo de tiempo discreto. Después de la discretización, solo se aproximan la velocidad y la aceleración en la DDE mediante la diferencia central de primer y segundo orden para cada intervalo de tiempo más pequeño, mientras que los otros elementos se mantienen sin cambios. Luego, se propone y deriva el criterio para el número óptimo de intervalos de discretización basado en el mayor intervalo de tiempo efectivo (también llamado intervalo de tiempo crítico). El uso del intervalo de tiempo crítico no solo puede obtener suficiente precisión, sino que también promueve la máxima eficiencia posible. Posteriormente, se desarrolla un nuevo DDM (NDDM) con números de intervalos de discretización variados como las velocidades de rotación del fresado. Finalmente, se demuestra la efectividad del algoritmo propuesto utilizando un ejemplo de referencia para un modelo de fresado de dos grados de libertad en comparación con el método de discretización completa (FDM) y el método de discretización completa por interpolación de Hermite (HFDM). Los resultados muestran que el método propuesto tiene gráficos de estabilidad satisfactorios y es capaz de aumentar la eficiencia en un 100% o más.
Descripción
Este documento propone un método de discretización por diferencias (DDM) bajo un marco de diferencias para la predicción de la estabilidad del fresado. En este método, el proceso dinámico de fresado se describe mediante una ecuación diferencial con retardo (DDE) con dos grados de libertad en lugar de la forma tradicional en espacio de estados con un único retardo de tiempo discreto. Después de la discretización, solo se aproximan la velocidad y la aceleración en la DDE mediante la diferencia central de primer y segundo orden para cada intervalo de tiempo más pequeño, mientras que los otros elementos se mantienen sin cambios. Luego, se propone y deriva el criterio para el número óptimo de intervalos de discretización basado en el mayor intervalo de tiempo efectivo (también llamado intervalo de tiempo crítico). El uso del intervalo de tiempo crítico no solo puede obtener suficiente precisión, sino que también promueve la máxima eficiencia posible. Posteriormente, se desarrolla un nuevo DDM (NDDM) con números de intervalos de discretización variados como las velocidades de rotación del fresado. Finalmente, se demuestra la efectividad del algoritmo propuesto utilizando un ejemplo de referencia para un modelo de fresado de dos grados de libertad en comparación con el método de discretización completa (FDM) y el método de discretización completa por interpolación de Hermite (HFDM). Los resultados muestran que el método propuesto tiene gráficos de estabilidad satisfactorios y es capaz de aumentar la eficiencia en un 100% o más.