بررسی ارتعاش جانبی مته در فرآیند سوراخکاری بتن

مته ها در صنایع کاربردهای متعددی دارند. یکی از کاربردهای آنها در فرایند سوراخ کاری بتن (کرگیری یا مغزه گیری [i]) است که می توان آن را به صورت یک سیستم روتور سرآویز [ii] روتور-دیسک مدل سازی کرد. در این مقاله ارتعاش جانبی یک مته سوراخ کاری بتن، که به صورت یک سیستم سرآویز روتور-دیسک تحت تاثیر نیروی محوری مدل سازی شده است، مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور ابتدا معادلات حاکم بر ارتعاش جانبی سیستم و شرایط مرزی آن با استفاده از اصل همیلتون استخراج می شود. سپس معادلات حاکم با استفاده از روش مودهای فرضی حل شده و دو فرکانس طبیعی اول ارتعاش جانبی سیستم به روش تحلیلی محاسبه می شوند. در ادامه اثر تغییر پارامترهای اصلی سیستم همانند سرعت دورانی مته، قطر مته و مقدار نیروی محوری، بر مقدار فرکانس های طبیعی مورد مطالعه قرار می گیرد و نتایج به صورت نمودارهایی ارایه می شوند. نتایج حاصل نشان می دهد پارامترهای اصلی سیستم همانند طول مته، قطر مته، نیروی محوری و سرعت دورانی تاثیر قابل توجهی روی مقدار فرکانس طبیعی سیستم دارد. با توجه به اینکه فرکانس طبیعی سیستم به صورت نیمه تحلیلی استخراج شده است، نتایج می تواند مورد استفاده مهندسان طراح، برای بهینه سازی اینگونه سیستم ها قرار گیرد.