在切削力测量中弥合成本和性能:基于PVDF的通用板式动力计
Giovanni Totis1, Alessandra Bordon1, Federico Scalzo1
1Polytechnic Department of Engineering and Architecture, University of Udine, Via delle Scienze 206, 33100 Udine, Italy.
Sensors (Basel, Switzerland)
|November 13, 2025
概括
这项研究引入了一种用于加工的新型聚乙烯化物 (PVDF) 板式动力表. 这种具有成本效益的传感器为先进的削应用提供了昂贵的压电系统的可行替代方案.
科学领域:
- 机械工程 机械工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 切削力测量在机械加工中至关重要.
- 现有的动力计在成本,刚性和带宽方面存在局限性.
- 张力计便宜但灵活;压电传感器准确但昂贵.
研究的目的:
- 设计,制造和验证使用聚乙烯化物 (PVDF) 传感器的新型板式动力表.
- 为先进的削应用提供中等成本的解决方案.
- 为了弥合低成本和高性能动力计之间的性能差距.
主要方法:
- 用于结构验证的有限元分析.
- 整合了八个PVDF膜和四个加速度计.
- 模态测试和通用反向波器 (UIF) 的应用.
- 在各种切割条件下通过削试验进行验证.
主要成果:
- FEA证实了有利的应力分布和高共振频率.
- UIF将可用的带宽扩展到5kHz (直接) 和0.3-4kHz (交叉方向).
- 该PVDF动力表接近压电装置的性能.
- 在各种磨试验中成功验证.
结论:
- 新型PVDF板式动力表为加工研究和工业提供了一种多功能,中等成本的解决方案.
- 它为现有的动力计技术提供了切实可行的替代方案.
- 该设备对需要良好的动态性能的先进削应用具有前景.
