استكشاف وتحليل تأثير الفجوة المفصلية ومرونة المكون على الأداء الديناميكي1

يمكن أن تؤدي مشكلة إزالة الآلية ، الناجمة عن أخطاء التصنيع والارتداء الطبيعي أثناء التشغيل ، إلى تصادمات شديدة وتأثيرات بين العناصر الفرعية للمكونات المتصلة. هذا يزيد من الضغط الديناميكي ، ويرتدي قضبان أسفل ، ويزيد من التشوه المرن ، ويولد الضوضاء والاهتزاز ، ويقلل من كفاءة النظام الميكانيكي الكلي. لقد درس العديد من الباحثين ديناميات الآليات المتوازية مع فجوات المفصلية والمرونة ، ولكن لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من التحليل المتعمق.

على سبيل المثال ، Bauchau et al. اقترح طريقة مفصلية الخلوص النموذجية لوصف أنظمة الجسم المتعددة المرنة باستخدام الحركية. تشاو وآخرون. ناقش تأثير حجم الفجوة المفصلية على الأداء الديناميكي لروبوتات سلسلة الفضاء. تشن جيانجي وآخرون. تحليل ديناميات الآليات المتوازية مع فجوات المفصلية. Kakizaki et al. درس ديناميات آليات الفضاء مع فجوات المفصلية ، مع الأخذ في الاعتبار مرونة القضيب. انه بايان وآخرون. مقترح وأنشأ النموذج الديناميكي للمعالج الصارم المرن في حالة الفجوات المفصلية. توفر هذه الدراسات رؤى قيمة في ديناميات الآليات المتوازية مع فجوات المفصلية والمرونة.

لمعالجة مسألة إزالة الآلية ، يتم إنشاء نموذج ديناميكي للآلية مع فجوة المفصل. نظرًا لأن المفصلات ذات الثغرات سوف تصطدم أثناء الحركة والأجزاء المعدنية لها خصائص مرنة وتخميد ، يتم استخدام نموذج قوة التلامس غير الخطية ونموذج احتكاك Coulomb المعدل. يحسب نموذج قوة التلامس الربيعي غير الخطية قوة التلامس بين دبوس المفصلات والأكمام بناءً على نموذج الاتصال Hertzian ويعتبر فقدان الطاقة الناجم عن التخميد. يصف نموذج الاحتكاك المعدل Coulomb بدقة الاحتكاك من الاحتكاك الثابت إلى الاحتكاك الديناميكي ، مع الأخذ في الاعتبار احتكاك Coulomb ، الاحتكاك الثابت ، والاحتكاك اللزج.

عند تحليل الخصائص الديناميكية للآليات ذات الفجوات المفصلية ، من الضروري النظر في مرونة المكونات. في برنامج Adams ، يمكن إنشاء مكونات مرنة باستخدام ثلاث طرق: تقدير الجسم المرن في أجسام صلبة متعددة ، أو إنشاء أجسام مرنة مباشرة مع وحدة Adams/Auto Flex ، أو الجمع بين برنامج ANSYS مع Adams لبناء مكونات مرنة. يتم اختيار الطريقة الثالثة في هذه الدراسة لأنها يمكن أن تعكس بشكل أفضل الحركة الفعلية للأجسام المرنة. يتم استخدام ANSYS لنمذجة المكون المرن ، وإجراء التحليل المشروط ، وإنشاء ملف محايد الوضع يتضمن مختلف المعلمات والمعلومات حول العضو المرن.

لإظهار التحليل ، يتم استخدام آلية متوازية 3-RRRT ككائن بحث. يتم إجراء تحليل مشروط على سلاسل الفرع للآلية باستخدام ANSYS ، ويتم تحويل النتائج إلى أعضاء مرنين في آدمز. تتكون الآلية من منصة ثابتة وثلاث سلاسل فرعية ومنصة متحركة. تتكون كل سلسلة فرع من قضبان ، مفصلات دوارة ، وأزواج متحرك. يتم النظر في مرونة القضبان ، في حين يتم التعامل مع المكونات الأخرى كهيئات صلبة. يتم تعيين أزواج القيادة كجزء القيادة ، ويتم محاكاة الآلية بسرعات منخفضة وعالية.

يكشف التحليل أن الفجوات المفصلية لها تأثير كبير على سرعة وقوة التلامس للآليات الصلبة ، في حين تؤثر المرونة في المقام الأول على سرعة وتسريع الآلية. كلما زادت الفجوة المفصلية ، زادت سعة السرعة والتسارع. تؤثر سرعة القيادة أيضًا على الأداء الديناميكي للآلية ، مع سرعات أعلى مما يؤدي إلى تغييرات أكبر ودرجة أقل. ومع ذلك ، بغض النظر عن العوامل المؤثرة ، تصل قوة الاتصال والسرعة والتسارع تدريجياً إلى حالة مستقرة بعد خضوعها لتغييرات السعة.

في الختام ، تعتبر ديناميات الآليات المتوازية ذات الفجوات المفصلية والمرونة اعتبارات حاسمة في التصميم والتصنيع. يجب أن تؤخذ مرونة مكونات الانحراف الكبيرة في الاعتبار ، ولا يمكن تجاهل إزالة المفصلات ، خاصة بالنسبة للآليات التي تعمل بسرعات عالية. من خلال فهم هذه العوامل ومعالجتها ، يمكن تحسين أداء وكفاءة النظام الميكانيكي بشكل كبير.