Çevik menteşələrin və çevik bədən mexanizmlərinin dizaynının optimallaşdırılmasının nəzəri əsasında tədqiqat

Genişlənmiş

Çevik menteşellər, sərt komponentlər əvəzinə elastik deformasiya yolu ilə hərəkət və ya enerjini ötürmək qabiliyyətinə görə dəqiq cihazlarda əhəmiyyətli bir diqqət qazandılar. Ənənəvi hərəkət menteşələri ilə müqayisədə, çevik menteşlər yüksək hərəkət həlli, sürtünmə, yağlama və sadə bir istehsal prosesi kimi üstünlükləri təklif edir. Müxtəlif dəqiq cihazlarda geniş istifadə olunur, o cümlədən litoqrafiya obyektiv linzaları, silikon vafli işləyən mikroskoplar, kosmik optik uzaqdan sensorlar və ultra dəqiq bir emal. Fəal mexanizmlərin əsas parametrləri, çevik menteşələr kimi, sona qədər dinamik xüsusiyyətlərə və yerləşdirmə dəqiqliyinə birbaşa təsir göstərir. Buna görə çevik menteşələrin elastikliyini başa düşmək üçün geniş araşdırma aparılmışdır. Bu sənəd düz şüa yuvarlaqlaşdırılmış çevik menteşələrin rahatlıq matrisini öyrənmək, parametrlərini təhlil etmək və dizaynı və optimallaşdırılması üçün nəzəri əsas təmin etməkdir.

Düz şüa yuvarlaqlı fleksur menteşələrin elastikliyi matrixi:

Düz şüa yuvarlaqlaşdırılan fleksura menteşeli, stres konsentrasiyasının qarşısını almaq üçün menteşənin uclarında yuvarlaq küncləri olan düz şüa vərəqi quruluşundan ibarətdir. Əsas həndəsi parametrlərə minge hündürlüyü (h), menteşe uzunluğu (l), menteşe qalınlığı (t) və menteşe fileto radius (r) daxildir. Menteşənin təyyarə deformasiyasını təhlil etmək üçün, Cantilever şüa nəzəriyyəsinə əsaslanan analitik bir hesablama metodu əldə edilir. Bu metod, çevik menteşənin təyyarə rahatlığı matrixi üçün qapalı döngə analitik bir model yaradır. Bundan əlavə, hinge künc radiusunun qalınlığına (r / t) nisbəti olan rahatlıq matrixi üçün sadələşdirilmiş bir hesablama formulu verilir.

Son element yoxlanılması:

İstinadlı analitik düsturu təsdiqləmək üçün düz şüa yuvarlaqlaşdırılmış fleksure menteşin son bir element modeli UGNX Nastran proqramından istifadə edərək qurulur. Son element modelinin simulyasiya nəticələri rahatlıq matris parametrlərinin analitik dəyərləri ilə müqayisə olunur. İkisi arasındakı nisbi səhv, menteşənin uzunluğunun qalınlığına (l / t) və Hinge künc radiusunun (r / t) nisbəti kimi menteşənin struktur parametrlərində müxtəlif dəyişikliklər üçün təhlil edilir və

Nəticə vermək:

Təhlil göstərir ki, L / T nisbətləri üçün 4-dən çox və ya bərabər olan, elastikliyin matrisinin analitik və simulyasiya edilmiş dəyərləri arasındakı nisbi xətanın 5.5% arasındadır. Ancaq L / T nisbətləri üçün 4-dən az olan nisbi səhv, cantilever şüasını incə bir şüaya sadələşdirə bilməməsi səbəbindən nisbi xətadır. Bu, qapalı döngə analitik modelinin böyük l / t halları üçün daha uyğun olduğunu göstərir.

Rəqd r / t-ə gəlincə, analiz 0,1 ≤ R / T ≤ 0.5 olduqda, analitik və simulyasiya edilmiş dəyərlər arasındakı nisbi səhv 9% daxilində nəzarət edə bilər. Bundan əlavə, 0.2 ≤ r / t ≤ 0.3 olduqda, nisbi səhv 6.5% içində idarə edilə bilər. Bu tapıntılar, rahatlıq matrixi üçün qapalı döngə analitik modelinin düzgünlüyünü və tətbiqini nümayiş etdirir.

Bu işdə inkişaf etdirilən qapalı döngə analitik modeli düz şüa yuvarlaq elastik elmlərin dizaynı və optimallaşdırılması üçün nəzəri əsas təqdim edir. Təhlil, modelin, uzunluğu, qalınlığı və künc radiusunda dəyişiklikləri nəzərdən keçirərkən modelin rahatlıq matris parametrlərini dəqiq proqnozlaşdırdığını nümayiş etdirdi. Bu tapıntılar uyğun mexanizmlərin və onların tətbiqetmələrinin həssas cihazlarında irəliləməsinə töhfə verəcəkdir.