کاوش و تجزیه و تحلیل تأثیر شکاف لولا و انعطاف پذیری مؤلفه در عملکرد پویا1

مشکل ترخیص مکانیسم ، ناشی از خطاهای تولید و سایش و پارگی طبیعی در حین کار ، می تواند منجر به برخورد شدید و اثرات بین عناصر زیر اجزای متصل شود. این باعث افزایش استرس پویا ، پوشیدن میله ها ، افزایش تغییر شکل الاستیک ، ایجاد نویز و لرزش می شود و باعث کاهش کارایی سیستم مکانیکی کلی می شود. بسیاری از محققان پویایی مکانیسم های موازی با شکاف های لولا و انعطاف پذیری را مورد مطالعه قرار داده اند ، اما هنوز هم تجزیه و تحلیل عمیق بیشتر مورد نیاز است.

به عنوان مثال ، Bauchau و همکاران. یک روش لولای ترخیص کالا از گمرک معمولی برای توصیف سیستم های انعطاف پذیر چند بدن با استفاده از سینماتیک ارائه شده است. ژائو و همکاران. در مورد تأثیر اندازه شکاف لولا بر عملکرد پویا روبات های سری فضایی بحث کرد. چن جیاگی و همکاران. پویایی مکانیسم های موازی با شکاف های لولا را تجزیه و تحلیل کرد. کاکیزاکی و همکاران. با توجه به انعطاف پذیری میله ، پویایی مکانیسم های فضایی با شکاف های لولا را مورد مطالعه قرار داد. او بایان و همکاران. در مورد شکاف های لولا ، مدل پویا از دستگیره محکم و انعطاف پذیر را پیشنهاد و تأسیس کرد. این مطالعات بینش ارزشمندی در مورد پویایی مکانیسم های موازی با شکاف های لولا و انعطاف پذیری ارائه می دهد.

برای پرداختن به مسئله ترخیص مکانیسم ، یک مدل پویا از مکانیسم با شکاف لولا ایجاد شده است. از آنجا که لولا با شکاف در حین حرکت برخورد می شود و قطعات فلزی دارای ویژگی های الاستیک و میرایی هستند ، از یک مدل نیروی تماس میرایی بهار غیرخطی و یک مدل اصطکاک کولوم اصلاح شده استفاده می شود. مدل نیروی تماس میرایی بهار غیرخطی ، نیروی تماس بین پین لولا و آستین را بر اساس مدل تماس هرتزیان محاسبه می کند و از دست دادن انرژی ناشی از میرایی در نظر می گیرد. مدل اصطکاک کولوم اصلاح شده به طور دقیق اصطکاک از اصطکاک استاتیک تا اصطکاک پویا را با توجه به اصطکاک کولوم ، اصطکاک استاتیک و اصطکاک چسبناک توصیف می کند.

هنگام تجزیه و تحلیل ویژگی های پویا مکانیسم ها با شکاف های لولا ، لازم است انعطاف پذیری اجزای را در نظر بگیرید. در نرم افزار آدامز ، اجزای انعطاف پذیر می توانند با استفاده از سه روش ساخته شوند: گسسته کردن بدن انعطاف پذیر به چندین بدن سفت و سخت ، ایجاد بدنهای انعطاف پذیر به طور مستقیم با ماژول Adams/Auto Flex ، یا ترکیب نرم افزار ANSYS با ADAMS برای ساخت اجزای انعطاف پذیر. روش سوم در این مطالعه انتخاب شده است زیرا می تواند بهتر منعکس کننده حرکت واقعی بدنهای انعطاف پذیر باشد. ANSYS برای مدل سازی مؤلفه انعطاف پذیر ، انجام تجزیه و تحلیل معین و تولید یک فایل خنثی حالت که شامل پارامترهای مختلف و اطلاعات مربوط به عضو انعطاف پذیر است ، استفاده می شود.

برای نشان دادن تجزیه و تحلیل ، از یک مکانیسم موازی 3-RRT به عنوان شی تحقیق استفاده می شود. تجزیه و تحلیل معین بر روی زنجیره های شاخه مکانیسم با استفاده از ANSYS انجام می شود و نتایج به اعضای انعطاف پذیر در آدامز تبدیل می شوند. این مکانیسم شامل یک سکوی ثابت ، سه زنجیره شاخه و یک سکوی متحرک است. هر زنجیره شاخه از میله ها ، لولا های چرخان و جفت های متحرک تشکیل شده است. انعطاف پذیری میله ها در نظر گرفته می شود ، در حالی که سایر اجزای آن به عنوان بدنهای سفت و سخت رفتار می شوند. جفت های رانندگی به عنوان قسمت رانندگی تنظیم شده اند و مکانیسم با سرعت کم و زیاد شبیه سازی می شود.

تجزیه و تحلیل نشان می دهد که شکاف های لولا تأثیر معنی داری بر سرعت و نیروی تماس مکانیسم های سفت و سخت دارند ، در حالی که انعطاف پذیری در درجه اول بر سرعت و شتاب مکانیسم تأثیر می گذارد. هرچه شکاف لولا بزرگتر باشد ، دامنه سرعت و شتاب بیشتر می شود. سرعت رانندگی همچنین بر عملکرد پویا مکانیسم تأثیر می گذارد ، با سرعت بالاتر منجر به تغییرات بیشتر و ثبات کمتری می شود. با این حال ، صرف نظر از عوامل تأثیرگذار ، نیروی تماس ، سرعت و شتاب به تدریج پس از تغییر دامنه به حالت پایدار می رسد.

در نتیجه ، پویایی مکانیسم های موازی با شکاف های لولا و انعطاف پذیری ملاحظات اساسی در طراحی و ساخت است. انعطاف پذیری اجزای انحراف بزرگ باید در نظر گرفته شود ، و به ویژه برای مکانیسم هایی که با سرعت زیاد کار می کنند ، نمی توان از ترخیص کالا از گمرک استفاده کرد. با درک و پرداختن به این عوامل ، عملکرد و کارآیی سیستم مکانیکی می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد.