ANALIZA CZĘSTOTLIWOŚCI DRGAŃ WŁASNYCH KONSTRUKCJI NOŚNEJ FREZARKI PRZY UŻYCIU METODY ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

Radosław Ciemierkiewicz

a:1:{s:5:"en_US";s:63:"Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie";}

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Katedra Projektowania i Eksploatacji Maszyn



Bogusław Ładecki

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Jednostka:

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Katedra Projektowania i Eksploatacji Maszyn

Stanowisko:
adiunkt

Grupa:
adiunkci




Abstrakt

Publikacja dotyczy doboru wymiarów dwóch modeli konstrukcji wsporczych dolnowrzecionowej frezarki do drewna, w oparciu o wyniki analiz MES: wytrzymałościowej oraz modalnej. Dzięki wykorzystaniu pakietu ANSYS Workbench przyjęto liniowosprężystą charakterystykę materiału i poddano analizie wstępne modele ramy i korpusu, uwzględniające odmienne materiały do nich przypisane – odpowiednio stal konstrukcyjną stopową (S235JR) oraz żeliwo szare (EN-GJL-250). Po pomyślnym przeprowadzeniu etapu planowania eksperymentu komputerowego (DACE), podjęto działania optymalizacyjne, posługując się dostępnymi w ANSYS Workbench algorytmami – metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodą bezpośrednią. Otrzymano poszukiwane wymiary geometryczne modeli konstrukcji nośnych frezarki, pozwalające na jednoczesne spełnienie narzuconych kryteriów wytrzymałościowych oraz modalnych.


Słowa kluczowe:

konstrukcja nośna frezarki, analiza MES, optymalizacja parametryczna

Instytucje finansujące

AGH im. S. Staszica w Krakowie (Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki)


Chan T.-C., Ullah A., Roy B., Chang S.-L. 2023. Finite element analysis and structure optimization of a gantry-type high-precision machine tool. Scientific Reports, 13(1): 13006.
Crossref   Google Scholar

Dikmen E., Van Der HoogtP., De Boer A., AartsR., Jonker B. 2009. A Flexible Rotor on Flexible Supports: Modeling and Experiments. Volume 15: Sound, Vibration and Design, 51-56.
Crossref   Google Scholar

Dong J., Wang G., Lin H., Bi X., Li Z., Zhao P., Pei T., Tan F. 2023. Vibration Characteristic Analysis and Structural Optimization of the Frame of a Triplex Row-Baling Cotton Picker. Agriculture, 13(7): 1440.
Crossref   Google Scholar

DunajP., Marchelek K., Chodźko M. 2019. Application of the finite element method in the milling process stability diagnosis. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 57(2): 353-367.
Crossref   Google Scholar

Géradin M., Rixen D., FarhatC. 2015. Mechanical vibrations: Theory and applications to structural dynamics (Third Edition). Wiley.   Google Scholar

Goli G., Fioravanti M., Marchal R., Uzielli L., Busoni S. 2010. Up-milling and down- milling wood with different grain orientations – the cutting forces behaviour. European Journal of Wood and Wood Products, 68(4): 385-395.
Crossref   Google Scholar

Herz F., Nordmann R. 2020. Basics of Vibrations. Vibrations of Power Plant Machines (pp. 1-28). Springer International Publishing.
Crossref   Google Scholar

Jaroszewicz J., Łukaszewicz K. 2018. Analysis of natural frequency of flexural vibrations of a single-span beam with the consideration of Timoshenko effect. Technical Sciences, 3(21): 215-232.
Crossref   Google Scholar

Jaroszewicz J., Radziszewski L., Dragun Ł. 2017. The effect of influence of conservative and tangential axial forces on transverse vibrations of tapered vertical columns. Technical Sciences, 4(20): 333-342.
Crossref   Google Scholar

Jaroszewicz J., Zoryj L. 1994. Transversal vibrations and stability of beams with variable parameters. International Journal of Applied Mechanics and Engineering, 30(9): 713-720.
Crossref   Google Scholar

Liu J., Kizaki T., Ren Z., Sugita N. 2022. Mode shape database-based estimation for machine tool dynamics. International Journal of Mechanical Sciences, 236: 107739.
Crossref   Google Scholar

Pedrammehr S., Farrokhi H., Rajab A.K.S., Pakzad S., Mahboubkhah M., Ettefagh M.M., Sadeghi M.H. 2011. Modal Analysis of the Milling Machine Structure through FEM and Experimental Test. Advanced Materials Research, 383-390, 6717-6721.
Crossref   Google Scholar

Qiu M., Wang D., Wei H., Liang X., Ma Y. 2018. Vibration modal analysis and optimization of the motor base. MATEC Web of Conferences, 175: 03046.
Crossref   Google Scholar

Sawa M., Szala M., Henzler W. 2021. Innovative device for tensile strength testing of welded joints: 3D modelling, FEM simulation and experimental validation of test rig – a case study. Applied Computer Science, 17(3): 92-105.
Crossref   Google Scholar

Shihan M., Chandradass J., Kannan T. 2020. Investigation of vibration analysis during end milling process of Monel alloy. Materials Today Proceedings, 39: 695-699.
Crossref   Google Scholar

Szmidla J., Kluba M. 2011. Stateczność i drgania swobodne niepryzmatycznego układu smukłego poddanego obciążeniu eulerowskiemu. Modelowanie Inżynierskie, 41: 385-394.   Google Scholar

Vervaeke R., Debruyne S., Vandepitte D. 2019. Numerical and experimental analysis of vibration damping performance of polyurethane adhesive in machine operations. International Journal of Adhesion and Adhesives, 90: 47-54.
Crossref   Google Scholar

Xi S., Cao H., Chen X. 2019. Dynamic modeling of spindle bearing system and vibration response investigation. Mechanical Systems and Signal Processing, 114: 486-511.
Crossref   Google Scholar

Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. 2002. The Finite Element Method: The Basis (Volume 1). Butterworth-Heinemann.   Google Scholar


Opublikowane
05-12-2025

Cited By /
Share

Ciemierkiewicz, R., & Ładecki, B. (2025). ANALIZA CZĘSTOTLIWOŚCI DRGAŃ WŁASNYCH KONSTRUKCJI NOŚNEJ FREZARKI PRZY UŻYCIU METODY ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH. Technical Sciences, 28(28), 199–213. https://doi.org/10.31648/ts.11552

Radosław Ciemierkiewicz 
a:1:{s:5:"en_US";s:63:"Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie";}
<p>Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki<br>Katedra Projektowania i Eksploatacji Maszyn</p>  Polska

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Katedra Projektowania i Eksploatacji Maszyn


Bogusław Ładecki 
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
<p>Jednostka:</p> <p>Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie<br>Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki<br>Katedra Projektowania i Eksploatacji Maszyn</p> <p>Stanowisko:<br>adiunkt<br><br>Grupa:<br>adiunkci</p>  Polska

Jednostka:

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Katedra Projektowania i Eksploatacji Maszyn

Stanowisko:
adiunkt

Grupa:
adiunkci





Licencja

Creative Commons License

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.





-->