Ymchwil ar sail ddamcaniaethol optimeiddio dylunio colfachau hyblyg a mecanweithiau corff hyblyg

Estynedig

Mae colfachau hyblyg wedi cael sylw sylweddol mewn dyfeisiau manwl oherwydd eu gallu i drosglwyddo mudiant neu egni trwy ddadffurfiad elastig yn lle cydrannau anhyblyg. O'i gymharu â cholfachau cynnig traddodiadol, mae colfachau hyblyg yn cynnig manteision fel datrysiad cynnig uchel, dim ffrithiant, dim iro, a phroses weithgynhyrchu syml. Fe'u defnyddiwyd yn helaeth mewn amryw o ddyfeisiau manwl gywirdeb, gan gynnwys lensys gwrthrychol lithograffeg taflunio, meinciau gwaith wafer silicon, microsgopau sganio electronig, synwyryddion anghysbell optegol gofod, a phrosesu manwl gywirdeb ac uwch-bresi. Mae paramedrau allweddol mecanweithiau sy'n cydymffurfio, fel colfachau hyblyg, yn effeithio'n uniongyrchol ar nodweddion deinamig a chywirdeb lleoli'r diwedd. Felly, cynhaliwyd ymchwil helaeth i ddeall hyblygrwydd colfachau hyblyg. Nod y papur hwn yw astudio matrics hyblygrwydd colfachau ystwythder crwn trawst syth, dadansoddi ei baramedrau, a darparu sylfaen ddamcaniaethol ar gyfer eu dyluniad a'u optimeiddio.

Matrics hyblygrwydd o golfachau ystwythder crwn trawst syth:

Mae'r colfach ystwythder crwn trawst syth yn cynnwys strwythur dalen trawst syth gyda chorneli crwn ar bennau'r colfach er mwyn osgoi crynodiad straen. Mae'r prif baramedrau geometrig yn cynnwys uchder colfach (h), hyd colfach (L), trwch colfach (t), a radiws ffiled colfach (r). Er mwyn dadansoddi dadffurfiad yn yr awyren o'r colfach, mae dull cyfrifo dadansoddol yn seiliedig ar y theori trawst cantilever yn deillio. Mae'r dull hwn yn sefydlu model dadansoddol dolen gaeedig ar gyfer matrics hyblygrwydd yn yr awyren o'r colfach hyblyg. Yn ogystal, darperir fformiwla gyfrifo symlach ar gyfer y matrics hyblygrwydd pan roddir cymhareb radiws cornel colfach i drwch (R/T).

Gwirio elfen gyfyngedig:

I ddilysu'r fformiwla ddadansoddol ddeilliedig, sefydlir model elfen gyfyngedig o'r colfach ystwythder crwn trawst syth gan ddefnyddio meddalwedd UGNX Nastran. Mae canlyniadau efelychu'r model elfen gyfyngedig yn cael eu cymharu â gwerthoedd dadansoddol y paramedrau matrics hyblygrwydd. Dadansoddir y gwall cymharol rhwng y ddau ar gyfer amrywiadau gwahanol ym mharamedrau strwythurol y colfach, megis cymhareb hyd colfach i drwch (L/T) a chymhareb radiws cornel colfach i drwch (R/T).

Ganlyniadau:

Mae'r dadansoddiad yn dangos, ar gyfer cymarebau l/t sy'n fwy na 4 neu'n hafal i 4, bod y gwall cymharol rhwng gwerthoedd dadansoddol ac efelychiedig y matrics hyblygrwydd o fewn 5.5%. Fodd bynnag, ar gyfer cymarebau L/T llai na 4, mae'r gwall cymharol yn gymharol fawr oherwydd yr anallu i symleiddio'r trawst cantilifer i mewn i drawst main. Mae hyn yn dangos bod y model dadansoddol dolen gaeedig yn fwy addas ar gyfer achosion L/T mawr.

O ran y gymhareb R/T, mae'r dadansoddiad yn datgelu pan fydd 0.1 ≤ r/t ≤ 0.5, y gellir rheoli'r gwall cymharol rhwng y gwerthoedd dadansoddol ac efelychiedig o fewn 9%. Yn ogystal, pan fydd 0.2 ≤ r/t ≤ 0.3, gellir rheoli'r gwall cymharol o fewn 6.5%. Mae'r canfyddiadau hyn yn dangos cywirdeb a chymhwysedd y model dadansoddol dolen gaeedig ar gyfer y matrics hyblygrwydd.

Mae'r model dadansoddol dolen gaeedig a ddatblygwyd yn yr astudiaeth hon yn darparu sylfaen ddamcaniaethol ar gyfer dylunio ac optimeiddio colfachau ystwythder crwn trawst syth. Dangosodd y dadansoddiad y gall y model ragfynegi'n gywir y paramedrau matrics hyblygrwydd wrth ystyried amrywiadau yn hyd colfach, trwch a radiws cornel. Bydd y canfyddiadau hyn yn cyfrannu at hyrwyddo mecanweithiau sy'n cydymffurfio a'u cymwysiadau mewn dyfeisiau manwl.