تحلیل تئوری و عددی گیر قطعه کار در فیکسچر با استفاده از مساله بلوک و دست

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

گیر قطعه کار به صورت سلب ناگهانی و ناخواسته درجه آزادی آن در حین بارگذاری و باربرداری در فیکسچر تعریف می شود. مطالعه پدیده گیر قطعه کار در قید و بند و پیش بینی وقوع آن در مرحله طراحی، منجر به بازبینی طرح فیکسچر و به تبع آن کاهش هزینه های ساخت و عواقب احتمالی ناشی از گیر قطعه کار در قید و بند می شود. هدف از اجرای پژوهش حاضر، بررسی عددی وقوع گیر قطعه کار در قید و بند با استفاده از مطالعه موردی بلوک و دست و مقایسه نتایج آن با پیش بینی های تئوری است. برای این منظور، آنالیز عددی مساله بلوک و دست با استفاده از نرم افزار تحلیل دینامیکی اَدَمز اجرا شده است. نتیجه بدست آمده از اجرای آنالیز عددی بیانگر این است که بلوک با حرکت به اندازه 0.754 دچار گیر می شود. نتایج آنالیز عددی با پیش بینی های ارائه شده توسط تئوری های پیشین که عمدتاً از دو روش محاسبات دینامیکی سرعت و شتاب در نقاط تماس و اصل کمینه اندازه نیروها بهره می گیرند، مقایسه گردید. نتیجه بر آن شد که طول وقوع گیر در آنالیز عددی، تطابق کاملی با پیش بینی تئوری ارائه شده بر اساس محاسبات دینامیکی سرعت و شتاب دارد. همچنین، اثرات پارامترهای موثر در مساله شامل ضریب اصطکاک بین قطعه کار و سطح زمین، سرعت دوران اهرم دست و جرم بلوک بر روی طول ورود به گیر مورد ارزیابی قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Theoretical and numerical investigation of workpiece jamming in fixture using block and palm case study

نویسنده [English]

  • Hadi Parvaz
Assistant Professor of Mechanical Engineering, Faculty of Mechanical and Mechatronics Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

Jamming is defined as sudden and unwanted immobilization of workpiece during its loading/unloading into the fixture. Investigation of workpiece jamming in fixture and prediction of its occurrence during fixture design process may induce to modification of the fixturing plan, reduction of the fixture fabrication costs and decreasing of the jamming-related consequences. The present study focuses on the numerical investigation of workpiece jamming in fixture using block and palm case study and comparison of its results to the theoretical predictions. For this purpose, numerical analysis of block and palm case study is conducted using Adams® software. Results of numerical analysis represent that jamming is occurred for block by traveling of distance equal to 0.754 on the horizontal surface. Numerical results are compared to the theoretical predictions. Theories for prediction of jamming incorporate two main methods; first, development of dynamics equation for calculation of velocity and acceleration at the contact points and second, the minimum norm principle. Agreement of the numerical results to the predictions of the first-category theoretical analyses (calculation of the velocity and acceleration at the contact points) confirmed the accuracy of the numerical results. Also, effects of the parameters including coefficient of friction between the workpiece and base plate, angular velocity of palm and mass of block are studied on the block’s jamming distance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adams
  • Block and Palm
  • Fixture Design
  • Jamming
  • Numerical analysis