Styfheidsanalise en eksperimentele toets van vlak buigsame skarniergids meganisme_hinge kennis_ta

'N Buigsame skarnier is 'n meganiese meganisme wat omkeerbare elastiese vervorming van materiale gebruik om beweging en energie oor te dra. Dit vind toepassings op verskillende terreine soos lug-, vervaardiging, optika en bio -ingenieurswese. In onlangse jare was daar 'n toenemende gebruik van buigsame skarniere in ingenieurstegnologievelde soos mikro-posisionering, meting, optiese platforms, mikro-aanpassingsmeganismes en grootskaalse antenna-ruimte-ontplooiingsmeganismes.

Die belangrikste voordeel van 'n buigsame skarnier is die geïntegreerde ontwerp wat bewegings- en energie -oordrag moontlik maak sonder enige terugslag, wrywing, gaping, geraas, slytasie en met 'n hoë bewegingsgevoeligheid. 'N Spesifieke soort buigsame skarnier is die vlak buigsame skarnier, wat tipies gemaak word met behulp van gewone blaarvere. Die vlak buigsame skarnier bied 'n eenvoudige struktuurmontering en lae verwerkingskoste, wat dit veral geskik maak vir presiese meganiese ontwerp.

Daar is vier algemene strukturele vorme van buigsame skarniergidsmeganismes, naamlik tipe I, tipe II, tipe III en tipe IV. Hierdie meganismes word dikwels in verskillende toepassings gebruik vir hoë-presisie-leiding. Onder hulle is tipe I 'n semi-reguit sirkelvormige buigsame skarniergidsmeganisme wat bekend is vir die kompakte struktuur en stabiliteit daarvan. Dit kan egter geneig wees tot moegheid. Tipe II is 'n parallelle rietgidsmeganisme met 'n versterkingsplaat, wat meer onderdele bied, maar het 'n verminderde weerstand teen moegheid in vergelyking met tipe I. Tipe III is 'n eenvoudiger parallelle rietgidsmeganisme, maar het nie 'n algemene stabiliteit nie. Tipe IV, die vlak buigsame skarniergidsmeganisme, oorkom die swakhede van tipe I en is meer stabiel as tipe III. Dit het 'n groot potensiaal vir verskillende toepassings.

Alhoewel die eerste drie soorte buigsame geleidingsmeganismes breedvoerig in die literatuur bespreek is, word die vlak buigsame skarniergidsmeganisme (tipe IV) nie gereeld in die praktyk gebruik nie, en daar is 'n gebrek aan relevante ontwerpteorie in die huidige literatuur. Hierdie artikel het ten doel om die gaping te oorbrug deur 'n teoretiese afleiding van die buigstyfheid van die vlak buigsame skarnier en die styfheidsanalise -formule van die leidingsmeganisme te bied. Dit bevat ook eksperimentele toetsing om die akkuraatheid van die analitiese formule te bevestig.

Die buigstyfheid van die vlak buigsame skarnier word afgelei op grond van die buigmomentvergelyking van materiaalmeganika. Die struktuur van die vlak skarniergedeelte word geanaliseer, met inagneming van die afmetings en eienskappe van die vlekvrye staalplaat wat gebruik word. Die afgeleide analitiese formule bied 'n teoretiese basis om die styfheid van die skarnier te verstaan.

Om die analitiese formule te verifieer, word 'n stel parallelogramgidsmeganismes met behulp van plat buigsame skarniere ontwerp en verwerk. Eksperimentele toetsing word uitgevoer met behulp van 'n veerspanning en kompressie-instrument om die kragverplasingsverhouding van die meganisme te meet. Die toetsresultate word vergelyk met die berekeninge van die analitiese formule, en 'n goeie ooreenkoms word gevind, hoewel met 'n klein relatiewe fout van 4,7%. Die verskil word toegeskryf aan die feit dat die analitiese formule slegs die vervorming van die skarniergedeelte en nie die hele riet oorweeg nie.

Die praktiese toepassing van die planêre buigsame skarniergidsmeganisme word gedemonstreer deur die ontwerp van 'n eendimensionele meetkop-anti-botsingstoestel vir 'n CNC-meetentrum. Hierdie toestel kombineer 'n eendimensionele TESA-sonde, 'n vlak buigsame geleidingsmeganisme en 'n posisiesensor om die veiligheidsbeskerming van die sonde te verseker.

Ten slotte bied hierdie studie 'n teoretiese afleiding en eksperimentele validering van die styfheid van die vlak buigsame skarniergidsmeganisme. Die analitiese formule toon goeie akkuraatheid, hoewel met geringe verskille as gevolg van die vereenvoudigings wat in die formule gemaak is. Toekomstige navorsing moet die vervorming van die hele Reed en ander beïnvloedende faktore oorweeg om die berekenings akkuraatheid van die styfheid van die skarnier te verbeter. Die praktiese toepassing van die vlak van die vlak buigsame skarniergids toon die potensiaal daarvan vir verskillende ingenieurstoepassings.