Вывучэнне і аналіз уплыву закручанага разрыву і гнуткасці кампанентаў на дынамічную performa1

Праблема афармлення механізму, выкліканай вытворчасцю памылак і нармальнай зносу падчас працы, можа прывесці да цяжкіх сутыкненняў і ўздзеянняў паміж падэлементамі злучаных кампанентаў. Гэта павялічвае дынамічнае напружанне, зношвае стрыжні, павялічвае эластычную дэфармацыю, стварае шум і вібрацыю, а таксама зніжае агульную эфектыўнасць механічнай сістэмы. Многія даследчыкі вывучалі дынаміку паралельных механізмаў з прабежкамі шарніра і гнуткасцю, але далейшы паглыблены аналіз усё яшчэ неабходны.

Напрыклад, Bauchau et al. Прапанаваны тыповым метадам завядзення заверанага заверу для апісання гнуткіх сістэм з мульты-целам з выкарыстаннем кінематыкі. Чжао і інш. Абмяркоўваў уплыў памеру шарніра на дынамічныя характарыстыкі робатаў Space Series. Chen Jiangyi і інш. прааналізаваў дынаміку паралельных механізмаў з прамежкамі шарніра. Kakizaki et al. Вывучалася дынаміка касмічных механізмаў з прамежкамі шарніра, улічваючы гнуткасць стрыжня. Ён Баян і інш. Прапанаваны і ўсталяваны дынамічную мадэль цвёрдых іклезавальных маніпулятараў у выпадку зазораў. Гэтыя даследаванні даюць каштоўную інфармацыю пра дынаміку паралельных механізмаў з прабежкамі шарніра і гнуткасцю.

Для вырашэння праблемы афармлення механізму ўсталёўваецца дынамічная мадэль механізму з зазорам на шарніры. Паколькі завесы з прабеламі будуць сутыкацца падчас руху, а металічныя дэталі маюць эластычныя і амартызацыйныя характарыстыкі, выкарыстоўваюцца нелінейныя спружынныя мадэлі кантактных сіл і мадыфікаваную мадэль трэння кулонаў. Нелінейная мадэль кантактнай сілы аслаблення спружыны разлічвае сілу кантакту паміж шарнірным штыфтам і гільзай на аснове кантактнай мадэлі Hertzian і разглядае страту энергіі, выкліканую амартызацыяй. Мадыфікаваная мадэль трэння кулонаў дакладна апісвае трэнне ад статычнага трэння да дынамічнага трэння, улічваючы трэнне кулона, статычнае трэнне і глейкае трэнне.

Пры аналізе дынамічных характарыстык механізмаў з прамежкамі шарніра, неабходна ўлічваць гнуткасць кампанентаў. У праграмным забеспячэнні Adams гнуткія кампаненты могуць быць пабудаваны з выкарыстаннем трох метадаў: дыскрэтызацыі гнуткага цела ў некалькі цвёрдых целаў, ствараючы гнуткія целы непасрэдна з модулем Adams/Auto Flex, альбо спалучэнне праграмнага забеспячэння ANSYS з Адамсам для стварэння гнуткіх кампанентаў. Трэці метад выбіраецца ў гэтым даследаванні, таму што ён можа лепш адлюстраваць фактычны рух гнуткіх целаў. ANSYS выкарыстоўваецца для мадэлявання гнуткага кампанента, правядзення мадальнага аналізу і стварэння нейтральнага рэжыму, які ўключае розныя параметры і інфармацыю пра гнуткі элемент.

Каб прадэманстраваць аналіз, у якасці аб'екта даследавання выкарыстоўваецца паралельны механізм 3-RRT. Мадальны аналіз праводзіцца на сетках разгалінавання механізму з выкарыстаннем ANSYS, а вынікі пераўтвараюцца ў гнуткія члены ў Адамсе. Механізм складаецца з фіксаванай платформы, трох галінак і рухомай платформы. Кожная сетка галінак складаецца з стрыжняў, кручэння завес і рухомых пар. Разглядаецца гнуткасць стрыжняў, у той час як іншыя кампаненты разглядаюцца як цвёрдыя целы. Пары кіравання ўсталёўваюцца ў якасці руху, а механізм мадэлюецца з нізкай і высокай хуткасцю.

Аналіз паказвае, што прабелы на шарніры аказваюць значны ўплыў на хуткасць і кантактную сілу цвёрдых механізмаў, у той час як гнуткасць у першую чаргу ўплывае на хуткасць і паскарэнне механізму. Чым большы зазор шарніра, тым большая амплітуда хуткасці і паскарэння. Хуткасць руху таксама ўплывае на дынамічную прадукцыйнасць механізму, а больш высокая хуткасць прыводзіць да большых змен і меншай стабільнасці. Аднак, незалежна ад уплывовых фактараў, сіла кантактаў, хуткасці і паскарэння паступова дасягаюць стабільнага стану пасля перажывання амплітуды.

У заключэнне, дынаміка паралельных механізмаў з прабежкамі для шарніру і гнуткасці з'яўляецца найважнейшым меркаваннямі ў дызайне і вытворчасці. Гнуткасць буйных кампанентаў адхілення неабходна ўлічваць, і завод шарніру не можа быць ігнаравана, асабліва для механізмаў, якія працуюць на высокіх хуткасцях. Разумеючы і вырашаючы гэтыя фактары, прадукцыйнасць і эфектыўнасць механічнай сістэмы могуць быць значна палепшаны.