求助 | 註冊 | 登入
研究方向說明
by lab_msdsm, 2012-02-20 13:55:01, 人氣(1604)

       在研究計畫方面,是以結構動態行為(structural dynamics) 之分析研究為基礎。如震動等結構體之 (vibrations) 動態行為,會使機構產生噪音,進而導致結構疲勞,造成機構或結構體崩潰。雖然一般性的震動可由結構的阻尼或震動制壓的裝置加以減除,卻無法減除超負荷震動(excessive levels of vibrations )的振幅(amplitude)。例如,結構共振(frequency resonance)產生的大幅震動,會導致震動制壓失敗的情形。此外,如共振等超負荷的震動,有在任何頻率均有可能產生的特性。因此系統動態行為的表現、動態不穩定的產生與動態不穩定邊界的探討,實屬必要且重要的。

        通常,系統的動態反應與動態不穩定(dynamic instability)之區域可由線性化的連結方程式得到。然而一個實際系統的動態行為極有可能受到非線性的影響而無法由線性模式來預測其動態行為。例如,當大量的能量傳遞至系統或因共振(resonance)而產生的過量負荷震動(excessive levels of vibrations)等的情況。因此,假如由小振幅震動成長到非線性區域的情況發生,則系統的動態行為會產生受到非線性作用的非預期性效應,而系統則有可能因此產生超過系統結構安全範圍之反應。故研究的範圍包括對非線性效應的探討。

        此外,探討機電系統或結構體受多頻率激震產生的反應、動穩定與分歧行為,特別是因頻率共振而產生模態交互作用的動態行為,亦是目前與未來研究的重點之一。此模態交互作用常見於機電製程設備的平鈑與殼的撓性振動、機械手臂的操作裝置、機電製程設備的旋轉機具、固定樑或旋轉樑的彎曲-彎曲(bending-bending)與彎曲-扭轉(bending-torsion)的動態運動、纜索的橫向振動與撓性結構體等。顯然這些模態的交互作用會引起相當複雜的反應。為了更長的有效使用週期、安全操控與防止系統失敗,對產生這些行為的原因有全盤的瞭解是相當關鍵的。

        近年來,精密加工設備(如精密CNC綜合加工中心機)產業成長迅速。而如何將加工設備高速化乃未來發展的重點之一,政府也已將高速精密加工設備納入國家型計畫內。然而因機台高速化都會牽涉到系統動態特性的應用與研究,如高轉速主軸的動態旋轉精度及其臨界轉速時的主軸行為、高速進給結構系統的動剛度、機械結構自然頻率與模態,或是進給控制系統的頻率響應分析等。換言之,因高速機台常伴隨結構振動與加工品質不穩定等現象的產生。因此,除了控制系統的能力外,對系統機台與基座的動態行為,例如造成動態不穩定的導因有全盤的瞭解,是設計此類系統所需具備的必要條件亦是國內高速機製造廠的主要技術關鍵。

        以目前產業界而言,目前業界所生產的加工設備的主軸轉速範圍約在8000rpm-16000rpm,在現有的結構條件下,加工設備機台與基座之動態行為表現尚屬良好,但在高轉速(30000rpm以上)狀態下,則機台與基座之振動情況則顯嚴重,極須尋求可靠有效解決方案。