Paindlike hingede ja paindlike kehamehhanismide disaini optimeerimise teoreetilise aluse uurimine1

Kokkuvõte: See uurimistöö keskendub sirgete talade ümardatud painde hinge paindlikkuse maatriksi uurimisele. Hinge tasapinnalise deformatsiooni analüütiline arvutusmeetod tuletatakse konsooli tala teooria põhjal. Loodud on paindlikkuse maatriksi suletud ahela analüütiline mudel ja nurgaraadiuse ja liigendi paksuse kaalumisel on paindlikkuse maatriksi lihtsustatud arvutusvalem. Lisaks töötatakse analüütilise mudeli täpsuse kontrollimiseks välja hinge lõplike elementide mudel. Erinevate liigendstruktuuri parameetrite jaoks analüüsitakse paindlikkuse maatriksi parameetrite analüütiliste ja simulatsiooni väärtuste suhtelist viga. Tulemused näitavad, et analüütiline mudel on täpne ja suhtelisi vigu saab kontrollida vastuvõetava piiri piires.

Paindlikke hingekesi kasutatakse täppisseadmetes laialdaselt, kuna nende eelised on kõrge liikumise eraldusvõime, hõõrdumine ja lihtne tootmisprotsess. Need hinged tuginevad liikumise, jõu või energia edastamiseks või muundamiseks oma elastsele deformatsioonile, välistades vajaduse jäikade komponentide järele. Paindliku liigendi peamised parameetrid mõjutavad otseselt selle dünaamilisi omadusi ja lõpp -positsioneerimise täpsust. Varasemad uuringud on keskendunud eri tüüpi paindlikele hingedele, kuid sirgete tala ümarate paindehingede kohta on tehtud piiratud uuringuid. Selle artikli eesmärk on täita see uurimistöö lünka, uurides selliste hingede paindlikku maatriksit.

1. Sirgete talade ümardatud painduvate hingede paindlikkuse maatriks:

Sirge tala ümardatud painduv liigend on ümarate nurkadega lehtkonstruktsioon, et vältida pingekontsentratsiooni. Hinge geomeetrilised parameetrid hõlmavad kõrgust, pikkust, paksust ja filee raadiust. Löögi paindlikkuse maatriksi suletud ahela analüütiline mudel luuakse tuletatud analüütilise arvutusmeetodi põhjal tasapinnalise deformatsiooni jaoks. Paindlikkuse maatriksi parameetreid analüüsitakse erinevate liigendstruktuuri parameetrite osas ning arvutatakse suhteline viga analüütiliste ja simulatsiooniväärtuste vahel.

2. Paindlikkuse maatriksi lõplike elementide kontrollimine:

Analüütilise mudeli täpsuse valideerimiseks luuakse UNGLX Nastrani tarkvara abil liigendi lõplike elementide mudel. Ühiku jõu/hetkega laaditud liigendi simulatsiooni tulemusi võrreldakse analüütiliste väärtustega. Paindlikkuse maatriksi parameetrite analüütiliste ja simulatsiooni väärtuste suhtelist viga analüüsitakse liigendi pikkuse paksuse (L/T) ja nurgaraadiuse paksuse (R/T) erineva suhte osas.

2.1 L/T mõju paindlikkuse maatriksi parameetritele:

Paindlikkuse maatriksi parameetrite analüütiliste ja simulatsiooni väärtuste suhteline viga on 5,5% piires, kui suhe L/T on suurem või võrdne 4 -ga. Alla 4 suhete korral suureneb suhteline viga saleda tala eelduse piirangute tõttu märkimisväärselt. Seetõttu sobib suletud ahela analüütiline mudel suuremate L/T suhtega hingedele.

2.2 R/T mõju paindlikkuse maatriksi parameetritele:

Paindlikkuse maatriksi parameetrite analüütiliste ja simulatsiooni väärtuste suhteline viga suureneb suhte R/T suurenemisega. Suhted vahemikus 0,1 kuni 0,5 saab suhtelist viga juhtida 9%piires. Suhted vahemikus 0,2 kuni 0,3 saab suhtelist viga juhtida 6,5%piires.

2.3 R/T mõju lihtsustatud paindlikkuse maatriksi parameetritele:

Paindlikkuse maatriksi parameetrite lihtsustatud analüütilised valemid on esitatud, arvestades suhet R/T. Suhteline viga lihtsustatud analüütiliste väärtuste ja simulatsiooni väärtuste vahel suureneb suhte R/T suurenemisega. Suhted vahemikus 0,3 kuni 0,2 saab suhtelist viga juhtida vastavalt 9% ja 7% piires.

Paindlikkuse maatriksi välja töötatud suletud ahelaga analüütiline mudel sirgete talade ümardatud painde hingede jaoks annab teoreetilise aluse painduvate hingede ja mehhanismide kavandamisel ja optimeerimisel. Mudeli täpsus valideeritakse lõplike elementide simulatsioonide kaudu ja suhtelised vead on erinevate liigendstruktuuri parameetrite jaoks vastuvõetava piiri piires. See uurimistöö aitab kaasa sirgete talade ümardatud painde hingede mõistmisele ja rakendamisele erinevates täpsuseadmetes.