Esploru pri teoria bazo de projekta optimumigo de flekseblaj ĉarniroj kaj flekseblaj korpaj mekanismoj

Vastigita

Flekseblaj ĉarniroj akiris signifan atenton en precizaj aparatoj pro sia kapablo transdoni movadon aŭ energion per elasta deformado anstataŭ rigidaj komponentoj. Kompare kun tradiciaj movaj ĉarniroj, flekseblaj ĉarniroj ofertas avantaĝojn kiel alta movada rezolucio, neniu frotado, neniu lubrikado kaj simpla fabrikada procezo. Ili estis vaste uzataj en diversaj precizaj aparatoj, inkluzive de projekciaj litografiaj objektivaj lensoj, siliciaj wafer-laborbenkoj, elektronikaj skanadaj mikroskopoj, spacaj optikaj foraj sensiloj kaj precizeco kaj ultra-preciza prilaborado. La ŝlosilaj parametroj de konformaj mekanismoj, kiel flekseblaj ĉarniroj, rekte influas la dinamikajn trajtojn kaj poziciigan precizecon de la fino. Sekve, vasta esplorado estis farita por kompreni la flekseblecon de flekseblaj ĉarniroj. Ĉi tiu papero celas studi la flekseblecon de rekta trabo rondigita fleksebleco, analizi ĝiajn parametrojn kaj provizi teorian bazon por ilia projektado kaj optimumigo.

Fleksebleco matrico de rekta trabo rondigita fleksebla ĉarniroj:

La rekta trabo rondigita fleksebla ĉarniro konsistas el rekta trabo -strukturo kun rondaj anguloj ĉe la finoj de la ĉarniro por eviti streĉan koncentriĝon. La ĉefaj geometriaj parametroj inkluzivas ĉarniran altecon (H), ĉarniran longon (L), ĉarnira dikeco (T), kaj ĉarnira fileo -radio (R). Por analizi la en-ebenan deformadon de la ĉarniro, analiza kalkula metodo bazita sur la teorio de la trabo-teorio estas derivita. Ĉi tiu metodo establas fermitan buklan analizan modelon por la en-ebena fleksebleca matrico de la fleksebla ĉarniro. Aldone, simpligita kalkula formulo por la fleksebleca matrico estas provizita kiam la rilatumo de ĉarnira angula radio al dikeco (R/T) estas donita.

Finita elementa konfirmo:

Por validigi la derivitan analizan formulon, finia elementa modelo de la rekta trabo rondigita fleksebla ĉarniro estas establita per UGNX Nastran Programaro. La simuladaj rezultoj de la finia elementa modelo estas komparataj kun la analizaj valoroj de la flekseblecaj matricaj parametroj. La relativa eraro inter ambaŭ estas analizita por malsamaj variadoj en la strukturaj parametroj de la ĉarniro, kiel ekzemple la rilatumo de ĉarnira longo al dikeco (L/T) kaj la rilatumo de ĉarnira angula radio al dikeco (R/T).

Rezultoj:

La analizo montras, ke por L/T -kialoj pli grandaj aŭ egalaj al 4, la relativa eraro inter la analizaj kaj simulitaj valoroj de la fleksebleca matrico estas ene de 5,5%. Tamen, por L/T -proporcioj malpli ol 4, la relativa eraro estas relative granda pro la nekapablo simpligi la kantilan trabon en sveltan trabon. Ĉi tio indikas, ke la fermita bukla analiza modelo pli taŭgas por grandaj kazoj de L/T.

Koncerne la rilatumon R/T, la analizo rivelas, ke kiam 0,1 ≤ R/T ≤ 0,5, la relativa eraro inter la analizaj kaj simulitaj valoroj povas esti kontrolita ene de 9%. Aldone, kiam 0,2 ≤ r/t ≤ 0,3, la relativa eraro povas esti kontrolita ene de 6,5%. Ĉi tiuj trovoj pruvas la precizecon kaj aplikeblecon de la fermita bukla analiza modelo por la fleksebleca matrico.

La fermita bukla analiza modelo disvolvita en ĉi tiu studo provizas teorian bazon por la projektado kaj optimumigo de rektaj trabo-rondaj fleksaj ĉarniroj. La analizo pruvis, ke la modelo povas precize antaŭdiri la flekseblecajn matricajn parametrojn kiam oni konsideras variaĵojn en ĉarnira longo, dikeco kaj angula radio. Ĉi tiuj trovoj kontribuos al la progresado de konformaj mekanismoj kaj iliaj aplikoj en precizaj aparatoj.