Cyfrifo Hyblygrwydd a Dadansoddiad Perfformiad o Hybri Cylch-Cylch-Elenpse Union Uned Newydd

Crynodebest:

Mae colfachau hyblyg wedi ennill poblogrwydd sylweddol ym maes Systemau Micro-Electromecanyddol (MEMS). Mae'r papur hwn yn cyflwyno math newydd o golfach hyblyg, sef y colfach hyblyg hybrid hybrid cylch syth un ochr. Gan ysgogi ail theorem Karl, cynigir fformiwla gyfrifiadol ar gyfer hyblygrwydd colfachau hyblyg hybrid cylchol ac eliptig. Mae'r fformiwla ddeilliedig yn cael ei dilysu trwy ddadansoddiad elfen gyfyngedig a dadansoddiad cymharol. Dadansoddir effaith pob paramedr strwythurol o'r colfach hyblyg hybrid unochrog ar ei hyblygrwydd. Ar ben hynny, gwneir cymhariaeth â'r colfach hyblyg hybrid hybrid cylch syth dwy ochr i ddangos gallu cylchdroi uwch a sensitifrwydd llwyth y dyluniad unochrog. Mae'r cynnig o golfachau hyblyg hybrid unochrog yn cyflwyno llwybr newydd ar gyfer cymwysiadau peirianneg sy'n gofyn am strwythurau cryno a dadleoliad mawr.

Mae dyfodiad technoleg micro-electromecanyddol, peirianneg awyrofod, a pheirianneg fiolegol wedi tynnu sylw at gyfyngiadau mecanweithiau anhyblyg traddodiadol wrth fodloni gofynion dylunio a defnyddio. Mae mecanweithiau hyblyg yn cynnig nifer o fanteision megis maint bach, absenoldeb ffrithiant mecanyddol, dim bylchau, a sensitifrwydd symud uchel. Mae hyn wedi arwain at eu defnyddio'n helaeth mewn amrywiol ddisgyblaethau, gan gynnwys peiriannau, roboteg, cyfrifiaduron, rheolaeth awtomatig, a mesur manwl gywirdeb. Cydran allweddol mecanweithiau hyblyg yw'r colfach hyblyg, sy'n dileu mudiant coll a ffrithiant mecanyddol trwy ddadffurfiad elastig a phriodweddau hunan-adferiad, gan ganiatáu ar gyfer penderfyniadau dadleoli uwch. Mae colfachau hyblyg un echel yn cael eu dosbarthu yn siapiau amrywiol, megis arc, ongl plwm, elips, parabola, a hyperbola. Yn eu plith, mae'r mathau rownd syth ac ongl plwm yn cael eu cyflogi'n eang oherwydd eu strwythurau syml. Fodd bynnag, mewn rhai cymwysiadau lle mae lle yn gyfyngedig, mae colfachau hyblyg un ochr wedi dod i'r amlwg fel dewis a ffefrir, gan ddod o hyd i ddefnyddioldeb wrth fesur a lleoli manwl gywirdeb.

Ddulliau:

Gan adeiladu ar yr ymchwil uchod, mae'r astudiaeth hon yn cynnig math newydd o golfach hyblyg o'r enw colfach hyblyg hybrid unochrog, sy'n cyfuno manteision colfachau hyblyg hybrid ac unochrog. Mae'r fformiwla cyfrifo hyblygrwydd ar gyfer y colfach hon yn deillio yn seiliedig ar ail theorem Karl, ac mae ei berfformiad yn cael ei wirio trwy ddadansoddiad elfen gyfyngedig. Mae'r astudiaeth hefyd yn archwilio dylanwad paramedrau strwythurol amrywiol ar hyblygrwydd y colfach.

Canlyniadau a thrafodaeth:

Mae'r fformiwla cyfrifo hyblygrwydd ar gyfer colfach hyblyg hybrid hybrid cylch syth unochrog yn dangos bod hyblygrwydd yn dibynnu ar baramedrau deunydd a strwythurol. Mae'r fformiwla ddeilliedig yn dangos bod paramedrau hyblygrwydd mewn cyfrannedd gwrthdro â lled colfach, tra bod paramedrau fel radiws cylch syth, echel lled-fawr ellipse, echel lled-leiaf, ac isafswm trwch hefyd yn dylanwadu ar hyblygrwydd. Trwy ddadansoddiad, gwelir bod hyblygrwydd yn lleihau gyda chynnydd yn echel lled-leiaf yr elips, yn cynyddu gyda gostyngiad yn y trwch lleiaf, ac yn newid yn aflinol gyda thrwch amrywiol. Gwelir bod dylanwad lleiafswm trwch ar hyblygrwydd yn fwy arwyddocaol o'i gymharu â pharamedrau eraill.

Tynnir cymhariaeth rhwng y colfach hyblyg hybrid hybrid cylch syth unochrog a'r colfach hyblyg hybrid cylch-cylch-cylch dwbl a gynigir mewn llenyddiaeth flaenorol. Nodir hyblygrwydd fel nodwedd fwyaf hanfodol colfachau hyblyg, a chyflwynir cymhareb hyblygrwydd cymharol, a ddynodir fel CDAY, i gymharu'r ddau ddyluniad colfach. Mae'r dadansoddiad yn datgelu bod y colfach hyblyg hybrid unochrog yn arddangos mwy o gapasiti cylchdroi a sensitifrwydd llwyth o'i gymharu â'r dyluniad dwyochrog. Mae hyblygrwydd y colfach hyblyg hybrid unochrog oddeutu 1.37 gwaith yn uwch na dyluniad dwyochrog.

Mae'r astudiaeth hon yn cyflwyno dadansoddiad cynhwysfawr o'r colfach hyblyg hybrid unochrog, dyluniad colfach hyblyg arloesol sy'n cynnig strwythurau cryno a dadleoliad mawr. Mae'r fformiwla cyfrifo hyblygrwydd sy'n deillio yn cael ei dilysu trwy ddadansoddiad elfen gyfyngedig, gan ddangos gwall o fewn 8%. Dadansoddir dylanwad paramedrau strwythurol ar hyblygrwydd, gyda lleiafswm trwch y colfach wedi'i nodi fel y paramedr mwyaf dylanwadol. At hynny, mae cymhariaeth â'r colfach hyblyg hybrid dwyochrog yn tynnu sylw at berfformiad uwch y dyluniad unochrog o ran gallu cylchdroi a sensitifrwydd llwyth. Mae'r colfach hyblyg hybrid unochrog arfaethedig yn agor posibiliadau newydd ar gyfer cymhwyso colfachau hyblyg mewn peirianneg mewn amrywiol ddiwydiannau.