Kinematik model və sıfır sərtliyin performans tədqiqi Cross Reed çevik hinge_hinge bilik

Çevik mexanizm mexanika sahəsində təməlqoyma konsepsiyasıdır, çünki hərəkət, güc və ya enerji ötürmək üçün materialların elastik deformasiyasından istifadə edir. Bu mexanizm müxtəlif sahələrdə, o cümlədən dəqiq yerləşdirmə, mems emalı və aerokosmik, sıfır sürtünmə, asan istismar, asan baxım, yüksək qətnamə və inteqrasiya edilmiş emal imkanları kimi çoxsaylı üstünlüklər və aerokosmikdə populyarlıq qazanmışdır.

Bununla birlikdə, ənənəvi sərt mexanizmlər, çevik mexanizmin müəyyən məhdudiyyətləri səbəbindən bazara hələ də üstünlük təşkil edir. Bu məhdudiyyətlərdən biri mexanizmin hərəkəti zamanı funksional istiqamətdə baş verən müsbət sərtlikdir. Bu müsbət sərtlik, enerji ötürmə effektivliyini azaldan sürücünün daha böyük bir sürücülük qüvvəsi və sərt tələbləri tələb edir. Bu çatışmazlıqlar çevik mexanizmin daha geniş tətbiqinə mane oldu.

Müsbət sərtliyin mənfi təsirlərini aradan qaldırmaq üçün bir çox alim sıfır sərtlik anlayışını çevik mexanizmə təqdim etdi. Müsbət sərtliyi əvəz etmək üçün mənfi sərtliyi ağıllı şəkildə istifadə edərək, sıfır sərtliyi olan bir mexanizm əldə edilə bilər. Çevik statik balans mexanizmi olaraq da tanınan belə bir sistem, hərəkət aralığındakı hər hansı bir nöqtədə statik tarazlıq vəziyyətinə nail ola bilər. Bu tip mexanizm, əla güc ötürmə performansı, daha kiçik sürücülük qüvvələri ilə işləmə qabiliyyəti və yüksək enerji ötürmə səmərəliliyi də daxil olmaqla bir neçə üstünlük təklif edir. Nəticə etibarilə çevik statik balans mexanizmləri sahəsində tədqiqat yönəldilməsi əsasən çevik mikro sıxaclar üzərində olmuşdur.

Çevik mexanizmlərin müxtəlif komponentləri arasında çevik menteşlər müstəsna xüsusiyyətləri ilə əlaqədar əhəmiyyətli bir diqqət almışdır. Ümumiləşdirilmiş çarpaz qamış çevik menteşələrin nisbi səyahətləri nisbətən qısa, onları geniş tətbiq üçün çox dəyərli hala gətirir. Nəticə etibarilə, bu dizayn əsasında sıfır sərtlik çevik menteşeli mürəkkəb çevik statik balans mexanizmlərinin inşası üçün seçilən seçim halına gəldi, tədqiqatını yüksək dərəcədə əhəmiyyətli hala gətirdi.

Çevik menteşələrdə sıfır sərtlik xüsusiyyətlərinə nail olmaq üçün, fırlanan mənfi sərtlik ilə burun müsbət sərtliyini əvəz etmək lazımdır. Bu baxımdan fırlanan mənfi sərtlik modeli hazırlanmışdır. Model, iki üst-üstə düşən qamışdan ibarət olan bir yarpaq baharından istifadə edərək, sabit və digəri pulsuzdur. Açılışın sonu deformasiyası qamışın uzunluğu ilə müqayisədə nisbətən kiçik olduqda, yaz yaxşı xətti nümayiş etdirir və sıfır uzunluqlu bir bahar kimi təhlil edilə bilər.

Dönən mənfi sərtlik modelinin təhlili sistemin müəyyən bir nöqtəsindəki iki bulaqdan təsirlənən toru maddələri nəzərdən keçirir. Üçbucaqlı sinin qanuna görə, torvalar riyazi olaraq ifadə edilə bilər. Bu torvaları birləşdirərək, nöqtədə göstərilən ümumi fırlanma anı müəyyən edilə bilər. Bu analiz, fırlanma bucağının 90 dərəcədən az olduqda, bulaqlar fırlanma bucağı ilə eyni istiqamətdə bir fırlanma anı, bununla da fırlanma mənfi sərtliyi yaradır.

Dəqiq sıfır sıfır sərtlik çevik bir menteşe modeli, ümumiləşdirilmiş çarpaz qamış çevik menteşənin mexaniki xüsusiyyətlərini təhlil etmək çox vacibdir. Bu təhlil, radial qüvvənin təsiri kimi müxtəlif amilləri və menteşənin burulma sərtliyində təmiz tullantı yükü hesab edir. Bu amilləri başa düşərək, menteşələrin ölçülməz tullantı sərtliyi hesablana bilər. Sıfır sərtliyinin çevik bir menteşe konseptual modeli, fırlanan mənfi sərtlik modelində fırlanan cüt və balans bulaqlarını dəyişdirərək əldə edilə bilər. Bu konseptual model, hərəkətli platformanın saat yönünün əksinə fırlanmasına icazə verən simmetrikdir.

Nəzəri modelin düzgünlüyünü yoxlamaq üçün ANSYS proqramından istifadə edərək son element təhlili aparılır. Təhlil, sıfır sərtliyin çevik menteşəsinin anın fırlanma bucağının xüsusiyyətlərini təqlid etmək və təhlil etməyi də əhatə edir. Nəticələr daha sonra nəzəri hesablamalarla müqayisədədir. Simulyasiya müxtəlif parametrləri olan menteşələr üzərində aparılır və balans bulağının sərtliyi tədricən menteşənin sərtliyi sıfıra endirilə qədər tədricən tənzimlənir. Simulyasiya nəticələrini və nəzəri hesablamalarını müqayisə edərək, nəzəri modelin sıfır sərtliyin çevik menteşin davranışını dəqiq ifadə etdiyi təsdiqləndi.

Bundan əlavə, yarpaq bulaqlarından sıfır sərtliyində tarazlıq bulaqları kimi istifadə etmək məqsədəuyğunluğu araşdırılır. Bu məqsədlə sonlu bir element modeli qurulur və simulyasiya nəticələri Combine14 elementindən istifadə edərək əldə edilənlərlə müqayisə olunur. Nəticələr bir daha nəzəri modelin düzgünlüyünü və etibarlılığını təsdiqləyir.

Sonda, çevik menteşələrdə müsbət sərtliyi əvəz etmək üçün fırlanan mənfi sərtliyin istifadəsi sıfır sərtliyin çevik menteşe sistemlərinin yaradılmasına imkan verir. Bu sistemlər azaldılmış sürücülük torku, təkmilləşdirilmiş güc ötürmə performansını və enerjinin istifadəsi səmərəliliyini artıran çoxsaylı üstünlüklər təklif edir. İki fərqli balans metodu, yəni ikiqat balans bulaqları və tək balans bulaqları təhlil edilir və statik tarazlıq şərtləri müəyyən edilir. Nəzəri nəticələr daha sonra son element təhlili vasitəsilə təsdiqlənir. Tədqiqat, ikiqat balans bahar metodunun radial qüvvəsinin menteşənin sərtliyinə təsir etmədiyi ssenarilər üçün uyğun olduğunu təsdiqləyir, tək balans bahar modelinin daha geniş tətbiqetmələri var. Bununla birlikdə, sonuncu modelin eksenel kosmik yığcamlığı, struktur dizaynı zamanı hərtərəfli baxılmasını zəruri edən bir qədər güzəştə getdi. Ümumiyyətlə, sıfır sərtlik haqqında tədqiqat çevik menteşələr və onların tətbiqləri çevik mexanizmlər sahəsini inkişaf etdirməkdə mühüm əhəmiyyət kəsb edir.