Indflydelse af bearbejdningsfejl på kvaliteten af ​​lige runde fleksible hængsler_hinge viden_talls

Det fleksible hængsel er en mekanisk komponent, der bruger den mikroelastiske deformation og genvindingskarakteristika for metal. Det er en transmissionsmekanisme i høj opløsning, der giver mulighed for præcis placering og finjustering. Det bruges ofte i enheder såsom præcisionspositioneringsplatforme, fotolitografiudstyr og scanningsdetektionsmikroskoper.

Der er flere faktorer, der kan påvirke ydeevnen for fleksible hængsler. Når man designer fleksible hængsler, antages der nogle antagelser, såsom at antage, at kun elastisk deformation forekommer ved hængslet, og at resten af ​​strukturen er stiv. Det antages også, at kun hjørneformation forekommer under drift uden ekspansion eller andre deformationer. Imidlertid har hængslet i sig selv iboende defekter, såsom rotationscentret, der ikke er fastlagt, stresskoncentration og stressstørrelse ændres med leddets position. De materielle egenskaber og miljøfaktorer kan også påvirke hængslet.

I strukturelt design er kombinationen af ​​flere hængsler og forbindelsesstænger almindelig. Imidlertid kan behandlingsfejl mellem disse kombinationer føre til koblingsforskydning af hjørnerne og lige linjer, hvilket får mekanismens bevægelse til at afvige fra den ønskede sti. Der har været omfattende analyser af fejlkilderne i fleksible hængselsmekanismer, herunder diskussioner om materialets ydeevne, størrelsesdesign, vibrationer, interferens, bearbejdningsfejl osv. Disse analyser sigter mod at forstå følsomheden af ​​hver variabel fejl på ydeevnen for det fleksible hængsel.

Tidligere forskning har anvendt metoder, såsom Taylor -serieudvidelsen, en endelig elementmetode og numeriske simuleringer til at undersøge forskydningsmekanismerne og koblingen forårsaget af fremstillingsfejl i fleksible hængsler. De fleste af disse undersøgelser fokuserede imidlertid på individuelle mekanismer og havde visse begrænsninger med hensyn til omfanget og resultaterne opnået.

Denne artikel fokuserer på analysen af ​​tre bearbejdningsfejl i lige cirkulære fleksible hængsler: placeringsfejlen i snitbuen i Y -retningen, placeringsfejlen i snitbuen i X -retning og vinkelretningsfejlen i midtlinjen i lysbueaksen. Formlerne for stivhedsberegning for hver type fejl er afledt, og resultaterne valideres ved hjælp af endelig elementanalyse (FEA). Denne forskning giver værdifuld indsigt i parameterdesign og behandling af hængsler.

For at udføre analysen etableres en cantilever -strålestrukturmodel ved hjælp af ANSYS -software. Forskellige designpunkter opnås ved at ændre fejlparametrene, og simuleringsberegninger udføres på disse designpunkter for at opnå stivhedsfejl. Resultaterne opnået fra numerisk analyse og endelig elementanalyse sammenlignes og viste sig at være i god overensstemmelse.

Resultaterne viser, at fejlene i placeringen af ​​snitbuen i Y -retning og vinkelret på akselinjen har en betydelig indflydelse på stivheden af ​​det fleksible hængsel. Fejlene i placeringen af ​​snitbuen i X -retningen har en mindre indflydelse. Baseret på disse fund anbefales det strengt at kontrollere placeringsfejlene i Y -retningen og vinkelret på akselinjen, samtidig med at man overvejer at reducere værdien af ​​T/R for at minimere virkningen af ​​placeringsfejl i X -retning.

Afslutningsvis giver denne forskning en omfattende analyse af bearbejdningsfejl i lige cirkulære fleksible hængsler og deres indflydelse på stivhed. Formlerne for afledt stivhedsberegning og validering ved hjælp af endelig elementanalyse bidrager til forståelsen af ​​hængselsparameterdesign og -behandling. Yderligere forskning kan udføres for at udforske andre typer bearbejdningsfejl og deres virkning på udførelsen af ​​fleksible hængsler.