Разлік гнуткасці і аналіз прадукцыйнасці новага аднабаковага прамога круга-эліпсавага гібры

Урывак:

Гнуткія завесы набылі значную папулярнасць у галіне мікраэлектрамеханічных сістэм (MEMS). У гэтым артыкуле прадстаўлены новы тып гнуткага шарніра, а менавіта аднабаковы гібрыдны гнуткі шарнір прамога круга. Прапануецца другая тэарэма Карла, вылічальная формула для гнуткасці кругавых і эліптычных гібрыдных гнуткіх завес. Атрыманая формула пацвярджаецца з дапамогай аналізу абмежаваных элементаў і параўнальнага аналізу. Аналізуецца ўплыў кожнага структурнага параметра аднабаковага гібрыднага гнуткага шарніра на яго гнуткасць. Акрамя таго, праводзіцца параўнанне з двухбаковым гібрыдным гнуткай закруткай прамога круга-эліпса, каб прадэманстраваць цудоўную ёмістасць павароту і адчувальнасць да нагрузкі аднабаковай канструкцыі. Прапанова аднабаковых гібрыдных гнуткіх завес уяўляе сабой новы праспект для інжынерных прыкладанняў, якія патрабуюць кампактных структур і вялікіх зрушэнняў.

З'яўленне мікраэлектрамеханічнай тэхналогіі, аэракасмічнай інжынерыі і біялагічнай інжынерыі падкрэсліла абмежаванні традыцыйных цвёрдых механізмаў пры выкананні патрабаванняў да распрацоўкі і выкарыстання. Гнуткія механізмы прапануюць шматлікія перавагі, такія як невялікі памер, адсутнасць механічнага трэння, адсутнасць прабелаў і высокую адчувальнасць руху. Гэта прывяло да іх шырокага выкарыстання ў розных дысцыплінах, уключаючы машыны, робататэхніку, кампутары, аўтаматычнае кіраванне і дакладнае вымярэнне. Ключавым кампанентам гнуткіх механізмаў з'яўляецца гнуткі шарнір, які выключае страчанае рух і механічнае трэнне праз эластычную дэфармацыю і ўласцівасці самастойнага аднаўлення, што дазваляе павялічыць дазволы. Адзін восі гнуткія завесы класіфікуюцца на розныя формы, такія як дуга, кут свінцу, эліпс, парабола і гіпербала. Сярод іх прамыя і тыпы кута свінцу шырока выкарыстоўваюцца з-за сваіх простых структур. Аднак у некаторых прыкладаннях, дзе прастора абмежаваная, аднабаковыя гнуткія завесы з'явіліся ў якасці пераважнага выбару, знайшоўшы карыснасць у дакладнасці вымярэння і пазіцыянаванні.

Метады:

Абапіраючыся на вышэйзгаданыя даследаванні, гэта даследаванне прапануе новы тып гнуткага шарніра, званага аднабаковым гібрыдным гнуткай шарнірам, які спалучае ў сабе перавагі гібрыдных і аднабаковых гнуткіх завес. Формула разліку гнуткасці для гэтага шарніра выводзіцца на аснове другой тэарэмы Карла, і яе прадукцыйнасць правяраецца з дапамогай аналізу абмежаваных элементаў. У даследаванні таксама вывучаецца ўплыў розных структурных параметраў на гнуткасць шарніра.

Вынікі і абмеркаванне:

Формула разліку гнуткасці для аднабаковага гібрыднага гнуткага завеса з прамым кругам паказвае на тое, што гнуткасць залежыць ад матэрыяльных і структурных параметраў. Атрыманая формула дэманструе, што параметры гнуткасці зваротна прапарцыйныя шырыні шарніра, у той час як параметры, такія як радыус прамога круга, эліпс-паў-майстэрская вось, паўмінная вось і мінімальная таўшчыня таксама ўплываюць на гнуткасць. У выніку аналізу адзначаецца, што гнуткасць памяншаецца з павелічэннем паўміннай восі эліпса, павялічваецца са зніжэннем мінімальнай таўшчыні і не змяняецца нелінейна з рознай таўшчынёй. Уплыў мінімальнай таўшчыні на гнуткасць аказваецца больш значным у параўнанні з іншымі параметрамі.

Параўнанне праводзіцца паміж аднабаковым гібрыдным гнуткім шарнірам прамога круга і двухбаковым гібрыдным гнуткай гнуткасцю, прапанаваным у папярэдняй літаратуры, прапанаваным у папярэдняй літаратуры. Гнуткасць вызначаецца як найбольш важная характарыстыка гнуткіх завес, а адноснае каэфіцыент гнуткасці, які абазначаецца як CDAY, уводзіцца для параўнання двух канструкцый шарніра. Аналіз паказвае, што аднабаковы гібрыдны гнуткі шарнір мае вялікую ёмістасць павароту і адчувальнасць да нагрузкі ў параўнанні з двухбаковай канструкцыяй. Гнуткасць аднабаковага гібрыднага гнуткага шарніра прыблізна ў 1,37 разы вышэй, чым у двухбаковай канструкцыі.

У гэтым даследаванні прадстаўлены комплексны аналіз аднабаковага гібрыднага гнуткага шарніра, інавацыйнага гнуткага дызайну шарніра, які прапануе кампактныя структуры і вялікія зрушэнні. Атрыманая формула разліку гнуткасці пацвярджаецца з дапамогай аналізу абмежаваных элементаў, дэманструючы памылку ў межах 8%. Уплыў структурных параметраў на гнуткасць аналізуецца з мінімальнай таўшчынёй шарніра, ідэнтыфікаванай як найбольш уплывовы параметр. Акрамя таго, параўнанне з двухбаковым гібрыдным гнуткім шарнірам падкрэслівае цудоўныя характарыстыкі аднабаковай канструкцыі з пункту гледжання ёмістасці кручэння і адчувальнасці нагрузкі. Прапанаваны аднабаковы гібрыдны гнуткі шарнір адкрывае новыя магчымасці для інжынернага прымянення гнуткіх завес у розных галінах.