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Andreas Otto
Research

Machine tool dynamics and metal cutting vibrations

Motivated by the collaboration in the BMBF-Verbundprojekt VispaB and the phenomena of regenerative chatter at machine tools I become interested in machining, machine tool dynamics and metal cutting vibrations.

Delay differntial equation (DDE)

One of my research interests are delay differential equations. Some selected topics are:

Methods

For the solution and analysis of DDEs with arbitrary delays we use the following methods:

Name Application Type Delay References

Method of steps

anal.

l, nl

c, v

[1], [2], [3]

D-subdivision

anal.

l

c, d

[4], [5]

Multifrequency approach

anal., num.

l

c, v, d

[6], [7], [8], [9]

Semidiscretization

num.

l

c, v, d

[10], [11]

RADAR5 (DDE-Solver)

num.

l, nl

c, v, s

[12]

Matlab/Simulink (time domain simulation)

num.

l, nl

c, v, s

[13]

Symbols:  l=linear, nl=nonlinear DDEs; c=constant, v=variable, d=distributed and s=state-dependent delay.
[1] R. Bellmann: On the computational solution of differential-difference equations, J. Math. Anal. Appl. 2, 108-110 (1961).
[2]
R. Bellmann, K.L. Cooke: On the computational solution of a class of functional differential equations, J. Math. Anal. Appl. 12, 495-500 (1965).
[3]
A. Bellen, M. Zennaro: Numerical Methods for Delay Differential Equations, Oxford University Press, Oxford (2003).
[4]
V.B. Kolmanovskii, V.R. Nosov: Stability of functional differential equations, Academic Press, London (1986).
[5]
W. Michiels, S.-I. Niculescu: Stability and Stabilization of Time-Delay Systems: An Eigenvalue-Bases Approach, SIAM, Philadelphia (2007)
[6]
S. Jayaram, S.G. Kapoor, R.E. DeVor: Analytical Stability Analysis of Variable Spindle Speed Machining, J. Manuf. Sci. Eng. Trans. ASME 122, 391-397 (2000).
[7]
S. Sastry, S.G. Kapoor, R.E. DeVor: Floquet Theory Based Approach for Stability Analysis of the Variable Speed Face-Milling Process, J. Manuf. Sci. Eng. Trans. ASME 124(1), 10-17 (2002).
[8]
M. Zatarain, I. Bediaga, J. Munoa, R. Lizarralde: Stability of milling processes with continuous spindle speed variation: Analysis in the frequency and time domains, and experimental correlation, CIRP Annals 57(1), 379-384 (2008).
[9]
S. D. Merdol, Y. Altintas: Multi Frequency Solution of Chatter Stability for Low Immersion Milling, J. Manuf. Sci. Eng. Trans. ASME 126(3), 459-467 (2004).
[10]
T. Insperger, G. Stepan: Semi-discretization method for delayed systems, Int. J. Numer. Meth. Eng. 55, 503-518 (2002).
[11] T. Insperger, G. Stepan: Stability analysis of turning with periodic spindle speed modulation via semidiscretization, J. Vibr. Control, 10(12), 1835–1855 (2004).
[12] N. Guglielmi: Open issues in devising software for the numerical solution of implicit delay differential equations, J. Comp. Appl. Math. 185(2), 261-277 (2006).
[13]
L.F. Shampine: Solving ODEs and DDEs with residual control, J. Appl. Num. Math. 52(1), (2005).

 

Press Articles

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