METODYKA MODELOWANIA POWIERZCHNI CZYNNEJ NARZĘDZI ŚCIERNYCH

Prezentacja na temat: "METODYKA MODELOWANIA POWIERZCHNI CZYNNEJ NARZĘDZI ŚCIERNYCH"— Zapis prezentacji:

1 METODYKA MODELOWANIA POWIERZCHNI CZYNNEJ NARZĘDZI ŚCIERNYCH
prof. dr hab. inż. Wojciech Kacalak, mgr inż. Filip Szafraniec, mgr inż. Katarzyna Tandecka METODYKA MODELOWANIA POWIERZCHNI CZYNNEJ NARZĘDZI ŚCIERNYCH Z UWZGLĘDNIENIEM KORELACJI PRZESTRZENNEGO ROZMIESZCZENIA ICH WIERZCHOŁKÓW (DLA OKREŚLONYCH ŚCIERNIC RZECZYWISTYCH)

2 PROCES I ETAPY MODELOWANIA
Metody modelowania powierzchni czynnej narzędzi ściernych z określoną kolejnością operacji realizowanych w pracy; E1, E2 - etapy akwizycji danych, M3-M5 - etapy modelowania

3 POCZĄTEK

4 AKWIZYCJA DANYCH

5 GENEROWANIE POWIERZCHNI ZIAREN ŚCIERNYCH

6 WERYFIKACJA DANYCH I GENEROWANIE POWIERZCHNI ŚCIERNICY

7 Metodyka modelowania powierzchni czynnej narzędzi ściernych

8 AKWIZYCJA DANYCH OPISUJĄCYCH POWIERZCHNIĘ CZYNNĄ ŚCIERNICY
Badania topografii narzędzi ściernych z wykorzystaniem metody replikacji powierzchni czynnej materiał do replik RepliSet firmy Struers; rozdzielczość materiału wynosi 0,1 µm (99A100K7VTE10-35) Stanowisko pomiarowe Olimpus LEXT OLS 4000

9 IDENTYFIKACJA ZIAREN NA POWIERZCHNI
Wyodrębnianie fragmentów ziaren ściernych metodą „wododziału” Wartości rzędnych kolejnych wierzchołków naroży ziaren ściernych zliczanych metodą "wododziału"

10 CECHY GEOMETRYCZNE ZIAREN
Wyodrębnianie fragmentów ziaren ściernych metodą „wododziału” i określanie ich cech geometrycznych Rozkład kątów wierzchołków 2ε 2ε P=f(2ε) Rozkład promieni zaokrąglenia r r P=f(r) Rozkład rzędnych wierzchołków zw zw P=f(zw) Przykłady fragmentów rzeczywistych ziaren ściernych wyodrębnionych z zastosowaniem metody "wododziału"

11 WYNIKI ZASTOSOWANIA RANDOMIZOWANEGO, FRAKTALNEGO GENERATORA POWIERZCHNI NAROŻY ZIAREN
Na podstawie rozkładów kątów wierzchołkowych 2ε i promieni zaokrąglenia r naroży ziaren ściernych z wykorzystaniem algorytmu randomizowanego, fraktalnego kumulowania składowych o różnych częstościach zostały wygenerowane modele powierzchni określonych ziaren ściernych. Porównanie wartości oczekiwanej kątów naroży modelowych 2ε i promieni zaokrąglenia r w funkcji zagłębienia naroża w materiał obrabiany hp z parametrami geometrycznymi naroży ziaren rzeczywistych o rozmiarze 100 z elektrokorundu 99A.

12 MOŻLIWA PRZYCZYNA BŁĘDÓW
Ilustracja błędów w modelowaniu, gdy nie uwzględnia się autokorelacji położenia wierzchołków

13 WYNIKI ZASTOSOWANIA OPRACOWANEGO GENERATORA
Generator zbiorów uporządkowanych wartości o określonej autokorelacji Schemat do analizy algorytmu generowania rzędnych wierzchołków ziaren o określonym rozkładzie prawdopodobieństwa z zachowaniem cech autokorelacji wygenerowanych wartości – w tekście publikacji.

14 Wyniki modelowania bez wprowadzonego mechanizmu agregatowania ziaren
Wyniki modelowania jeszcze bez dodanego mechanizmu agregatowania ziaren Widoki czynnych powierzchni ściernicy: a) powierzchnia rzeczywista, b) powierzchnia modelowa

15 WERYFIKACJA cd. Weryfikacja modelu czynnej powierzchni ściernicy z zastosowaniem komórek Voronoi Wyznaczanie wyniesień oraz komórek Voronoi dla potencjalnych poziomów kontaktów hs powierzchni ściernicy z materiałem obrabianym: a) hs1=16μm, b) hs2=21μm, c) hs3=26μm, d) hs4=31μm

16 Weryfikacja modelu czynnej powierzchni ściernicy z zastosowaniem komórek Voronoi
Porównanie wartości średniej pola komórki Voronoi Pv ściernicy modelowej ze ściernicą rzeczywistą w funkcji zagłębienia naroża w materiał obrabiany hs

17 Weryfikacja modelu czynnej powierzchni ściernicy z zastosowaniem wskaźnika Lze zarysu efektywnego
gdzie: | 𝑃 𝑤 | ℎ 𝑠 – wartość średnia pola wyniesienia na określonym poziomie potencjalnego kontaktu hs powierzchni czynnej ściernicy z powierzchnią obrabianą, 𝐿𝑖 𝑤 ℎ 𝑠 – liczba wyniesień na określonym poziomie potencjalnego kontaktu hs dla całej powierzchni czynnej ściernicy z powierzchnią obrabianą, Lp – szerokość analizowanej powierzchni ściernicy 𝐿 𝑧𝑒 = | 𝑃 𝑤 | ℎ 𝑠 ∗ 𝐿𝑖 𝑤 ℎ 𝑠 𝐿 𝑝

18 Weryfikacja cd. Weryfikacja modelu czynnej powierzchni ściernicy z zastosowaniem funkcji gęstości dla rozkładu wysokości wierzchołków Schemat do analizy funkcji częstości rzędnych wierzchołków ziaren ściernych

19 Przedstawiono wyniki weryfikacji modelu.
POSUMOWANIE Podsumowanie Opracowano metodykę modelowania powierzchni czynnej narzędzi ściernych z uwzględnieniem korelacji przestrzennego rozmieszczenia ich wierzchołków dla określonych ściernic rzeczywistych. Opracowano i przedstawiono algorytmy generowania rozmieszczania ziaren w procesie modelowania powierzchni narzędzi ściernych, zapewniające pełną zgodność parametrów statystycznych z cechami topografii rzeczywistych powierzchni narzędzi. Zwrócono uwagę na możliwe błędy, które występować mogą w modelowaniu narzędzi ściernych, gdy nie uwzględnia się współzależności położeń ziaren sąsiadujących. Przedstawiono przykłady rzeczywistych i modelowych powierzchni narzędzi ściernych. Przedstawiono wyniki weryfikacji modelu. Opracowano wnioski dotyczące doboru parametrów symulacji procesu kształtowania nierówności.

20 Dziękuję za uwagę DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

21 UZUPEŁNIENIA