Explorar y analizar la influencia de la brecha de bisagra y la flexibilidad de los componentes en la dinámica Performa1

El problema del aclaramiento del mecanismo, causado por errores de fabricación y desgaste normal durante la operación, puede conducir a colisiones e impactos severos entre los subelementos de los componentes conectados. Esto aumenta el estrés dinámico, desgaste las barras, aumenta la deformación elástica, genera ruido y vibración, y reduce la eficiencia general del sistema mecánico. Muchos investigadores han estudiado la dinámica de los mecanismos paralelos con los espacios de bisagra y la flexibilidad, pero aún se necesita un análisis más profundo.

Por ejemplo, Bauchau et al. propuso un método típico de bisagra de liquidación para describir sistemas flexibles de múltiples cuerpos utilizando cinemática. Zhao et al. Discutió la influencia del tamaño de la brecha de bisagra en el rendimiento dinámico de los robots de la serie espacial. Chen Jianggyi et al. analizó la dinámica de los mecanismos paralelos con los espacios de bisagra. Kakizaki et al. Estudió la dinámica de los mecanismos espaciales con espacios de bisagra, considerando la flexibilidad de la barra. Él Baiyan et al. propuesto y establecido el modelo dinámico del manipulador rígido flexible en el caso de los espacios de bisagra. Estos estudios proporcionan información valiosa sobre la dinámica de los mecanismos paralelos con los espacios de bisagra y la flexibilidad.

Para abordar el problema de la autorización del mecanismo, se establece un modelo dinámico del mecanismo con la brecha de bisagra. Dado que las bisagras con huecos chocan durante el movimiento y las partes metálicas tienen características elásticas y de amortiguación, se utilizan un modelo de fuerza de contacto de amortiguación de resorte no lineal y un modelo de fricción de Coulomb modificado. El modelo de fuerza de contacto de amortiguación de primavera no lineal calcula la fuerza de contacto entre el pasador de la bisagra y la manga en función del modelo de contacto de Hertzian y considera la pérdida de energía causada por la amortiguación. El modelo modificado de fricción de Coulomb describe con precisión la fricción desde la fricción estática hasta la fricción dinámica, considerando la fricción de Coulomb, la fricción estática y la fricción viscosa.

Al analizar las características dinámicas de los mecanismos con espacios de bisagra, es necesario considerar la flexibilidad de los componentes. En el software ADAMS, se pueden construir componentes flexibles utilizando tres métodos: discretizar el cuerpo flexible en múltiples cuerpos rígidos, crear cuerpos flexibles directamente con el módulo Adams/Auto Flex o combinar el software ANSYS con ADAMS para construir componentes flexibles. El tercer método se elige en este estudio porque puede reflejar mejor el movimiento real de los cuerpos flexibles. ANSYS se utiliza para modelar el componente flexible, realizar análisis modales y generar un archivo neutral en modo que incluye varios parámetros e información sobre el miembro flexible.

Para demostrar el análisis, se utiliza un mecanismo paralelo de 3 RRRT como objeto de investigación. El análisis modal se realiza en las cadenas de ramas del mecanismo utilizando ANSY, y los resultados se convierten en miembros flexibles en Adams. El mecanismo consiste en una plataforma fija, tres cadenas de sucursales y una plataforma móvil. Cada cadena de rama está compuesta de varillas, bisagras giratorias y pares móviles. Se considera la flexibilidad de las varillas, mientras que otros componentes se tratan como cuerpos rígidos. Los pares de conducción se establecen como parte de conducción, y el mecanismo se simula a velocidades bajas y altas.

El análisis revela que los espacios de bisagra tienen una influencia significativa en la velocidad y la fuerza de contacto de los mecanismos rígidos, mientras que la flexibilidad afecta principalmente la velocidad y la aceleración del mecanismo. Cuanto mayor sea la brecha de bisagra, mayor es la amplitud de la velocidad y la aceleración cambian. La velocidad de conducción también afecta el rendimiento dinámico del mecanismo, con velocidades más altas que resultan en cambios mayores y menos estabilidad. Sin embargo, independientemente de los factores influyentes, la fuerza de contacto, la velocidad y la aceleración alcanzan gradualmente un estado estable después de someterse a cambios de amplitud.

En conclusión, la dinámica de los mecanismos paralelos con los espacios de bisagra y la flexibilidad son consideraciones cruciales en el diseño y la fabricación. Se debe tener en cuenta la flexibilidad de los grandes componentes de deflexión, y el espacio libre de bisagra no puede ignorarse, especialmente para los mecanismos que funcionan a altas velocidades. Al comprender y abordar estos factores, el rendimiento y la eficiencia del sistema mecánico pueden mejorarse significativamente.