Даследаванне тэарэтычнай асновы аптымізацыі дызайну гнуткіх завес і гнуткіх механізмаў цела

Пашыраны

Гнуткія завесы атрымалі значную ўвагу ў дакладных прыладах з -за здольнасці перадаваць рух ці энергію праз эластычную дэфармацыю замест цвёрдых кампанентаў. У параўнанні з традыцыйнымі завесамі руху, гнуткія завесы прапануюць такія перавагі, як дазвол высокага руху, без трэння, без змазкі і просты працэс вытворчасці. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў розных дакладных прыладах, у тым ліку аб'ектыўныя лінзы праекцыі, працоўныя мясціны з крамянёвай пласцінкай, электронныя сканіравальныя мікраскопы, касмічныя аптычныя датчыкі і дакладнасць і ўльтра-дакладную апрацоўку. Ключавыя параметры адпаведных механізмаў, такія як гнуткія завесы, непасрэдна ўплываюць на дынамічныя характарыстыкі і дакладнасць пазіцыянавання канца. Такім чынам, было праведзена шырокае даследаванне, каб зразумець гнуткасць гнуткіх завес. Гэты дакумент накіраваны на вывучэнне матрыцы гнуткасці прамога заверка з гнуткасцю, прааналізаваць яго параметры і забяспечыць тэарэтычную аснову для іх праектавання і аптымізацыі.

Матрыца гнуткасці завесамі прамога прамяня:

Шарніра з закругленым прамой прамяня складаецца з прамой прамянёвай структуры з закругленымі кутамі на канцах шарніра, каб пазбегнуць канцэнтрацыі напружання. Асноўныя геаметрычныя параметры ўключаюць вышыню шарніра (H), даўжыню шарніра (L), таўшчыню шарніра (T) і радыус філе шарніра (R). Каб прааналізаваць дэфармацыю ў плоскасці шарніра, выводзіцца метад аналітычнага разліку, заснаваны на тэорыі кансолі. Гэты метад усталёўвае аналітычную мадэль з закрытым контурам для матрыцы гнуткасці ў плоскасці гнуткага шарніра. Акрамя таго, прыводзіцца спрошчаная формула разліку для матрыцы гнуткасці, калі прыводзіцца суадносіны радыусу шарніру да таўшчыні (R/T).

Праверка канчатковых элементаў:

Для праверкі атрыманай аналітычнай формулы ўсталёўваецца абмежаваны элемент мадэлі прамога прамяня, закругленага шарніру з выкарыстаннем праграмнага забеспячэння UGNX Nastran. Вынікі мадэлявання мадэлі канчатковых элементаў параўноўваюцца з аналітычнымі значэннямі параметраў матрыцы гнуткасці. Адносная памылка паміж імі аналізуецца на розныя варыяцыі структурных параметраў шарніра, напрыклад, суадносіны даўжыні шарніра да таўшчыні (L/T) і суадносіны радыусу шарніру да таўшчыні (R/T).

Вынікі:

Аналіз паказвае, што для суадносін L/T больш, чым у 4, адносная памылка паміж аналітычнымі і імітаванымі значэннямі матрыцы гнуткасці знаходзіцца ў межах 5,5%. Аднак для суадносін L/T менш за 4 адносная памылка адносна вялікая з -за немагчымасці спрасціць кансольны прамень у стройным прамяні. Гэта паказвае на тое, што аналітычная мадэль з закрытым контурам больш падыходзіць для вялікіх выпадкаў L/T.

Што тычыцца суадносін R/T, аналіз паказвае, што пры 0,1 ≤ R/T ≤ 0,5 адносная памылка паміж аналітычнымі і імітаванымі значэннямі можна кантраляваць у межах 9%. Акрамя таго, калі 0,2 ≤ R/T ≤ 0,3, адносная памылка можа кантраляваць у межах 6,5%. Гэтыя высновы дэманструюць дакладнасць і прымяненне аналітычнай мадэлі закрытага цыкла для матрыцы гнуткасці.

Аналітычная мадэль з закрытым контурам, распрацаваная ў гэтым даследаванні, дае тэарэтычную аснову для праектавання і аптымізацыі завесаў з гнуткасцю прамога прамяня. Аналіз паказаў, што мадэль можа дакладна прадказаць параметры матрыцы гнуткасці пры разглядзе варыяцый даўжыні шарніра, таўшчыні і радыусу вугла. Гэтыя высновы будуць садзейнічаць прасоўванню адпаведных механізмаў і іх прымянення ў дакладных прыладах.