Даследаванне тэарэтычнай асновы аптымізацыі дызайну гнуткіх завес і гнуткіх механізмаў цела1

Анатацыя: Гэта даследаванне засяроджана на вывучэнні матрыцы гнуткасці прамога прамяня, закругленых завесамі. Метад аналітычнага разліку для дэфармацыі ў плоскасці шарніра выводзіцца на аснове тэорыі кансолі. Створана аналітычная мадэль закрытага контуру для матрыцы гнуткасці, і спрошчаная формула разліку для матрыцы гнуткасці пры разглядзе радыусу вугла і таўшчыні шарніра. Акрамя таго, распрацавана мадэль абмежаванага элемента шарніра для праверкі дакладнасці аналітычнай мадэлі. Адносная памылка паміж аналітычнымі і імітацыйнымі значэннямі параметраў матрыцы гнуткасці аналізуецца для розных параметраў структуры шарніра. Вынікі паказваюць, што аналітычная мадэль дакладная, і адносныя памылкі можна кантраляваць у прымальных межах.

Гнуткія завесы шырока выкарыстоўваюцца ў дакладных прыладах з -за іх пераваг высокага дазволу руху, без трэння і простага вытворчага працэсу. Гэтыя завесы абапіраюцца на ўласную эластычную дэфармацыю для перадачы або пераўтварэння руху, сілы ці энергіі, ліквідуючы неабходнасць цвёрдых кампанентаў. Ключавыя параметры гнуткага шарніра непасрэдна ўплываюць на яго дынамічныя характарыстыкі і дакладнасць канчатковага пазіцыянавання. Папярэднія даследаванні былі сканцэнтраваны на розных тыпах гнуткіх завес, але былі праведзены абмежаваныя даследаванні на завесах прамога прамяня. Гэты дакумент накіраваны на тое, каб запоўніць гэты разрыў у даследаваннях, вывучаючы матрыцу гнуткасці такіх завесаў.

1. Матрыца гнуткасці прамога прамяня, закругленых гнуткія завесы:

Прамая гнуткая завеса - гэта структура ліста з закругленымі кутамі, каб пазбегнуць канцэнтрацыі стрэсу. Геаметрычныя параметры шарніра ўключаюць вышыню, даўжыню, таўшчыню і радыус філе. Аналітычная мадэль закрытага цыкла для матрыцы гнуткасці шарніра ўсталёўваецца на аснове атрыманага метаду аналітычнага разліку для дэфармацыі ў плоскасці. Параметры матрыцы гнуткасці аналізуюцца для розных параметраў структуры шарніра, і разлічваецца адносная памылка паміж аналітычнымі і значэннямі мадэлявання.

2. Праверка канчатковых элементаў матрыцы гнуткасці:

Для праверкі дакладнасці аналітычнай мадэлі, мадэль абмежаванага элемента шарніра ствараецца з выкарыстаннем праграмнага забеспячэння UGNX Nastran. Вынікі мадэлявання шарніра, загружанага адзінкавай сілай/момантам, параўноўваюцца з аналітычнымі значэннямі. Адносная памылка паміж аналітычнымі і імітацыйнымі значэннямі параметраў матрыцы гнуткасці аналізуецца для розных суадносін даўжыні шарніра да таўшчыні (L/T) і радыусу вугла да таўшчыні (R/T).

2.1 Уплыў L/T на параметры матрыцы гнуткасці:

Адносная памылка паміж аналітычнымі і мадэляванымі значэннямі параметраў матрыцы гнуткасці знаходзіцца ў межах 5,5%, калі стаўленне L/T перавышае або роўнае 4. Для суадносін менш за 4 адносная памылка значна павялічваецца з -за абмежавання ўпушчэння стройнага прамяня. Такім чынам, аналітычная мадэль з закрытым контурам падыходзіць для завес з большымі суадносінамі L/T.

2.2 Уплыў R/T на параметры матрыцы гнуткасці:

Адносная памылка паміж аналітычнымі і імітацыйнымі значэннямі параметраў матрыцы гнуткасці павялічваецца з павелічэннем суадносін R/T. Для суадносін паміж 0,1 і 0,5 адносная памылка можа кантраляваць у межах 9%. Для суадносін паміж 0,2 і 0,3 адносная памылка можа кантраляваць у межах 6,5%.

2.3 Уплыў R/T на спрошчаныя параметры матрыцы гнуткасці:

Спрошчаныя аналітычныя формулы для параметраў матрыцы гнуткасці прадастаўляюцца з улікам суадносін R/T. Адносная памылка паміж спрошчанымі аналітычнымі значэннямі і значэннямі мадэлявання павялічваецца з павелічэннем суадносін R/T. Для суадносін паміж 0,3 і 0,2 адносная памылка можа кантралявацца ў межах 9% і 7% адпаведна.

Распрацаваная аналітычная мадэль матрыцы гнуткасці замкнёных закрыццяў для заверкамі з гнуткасцю прамога прамяня забяспечвае тэарэтычную аснову для распрацоўкі і аптымізацыі гнуткіх завес і механізмаў. Дакладнасць мадэлі пацвярджаецца з дапамогай мадэлявання абмежаваных элементаў, а адносныя памылкі знаходзяцца ў прымальных межах для розных параметраў структуры шарніра. Гэта даследаванне спрыяе разуменню і прымяненню заверкамі з гнуткасцю прамога прамяня ў розных дакладных прыладах.