تجزیه و تحلیل سفتی و آزمایش تجربی مکانیسم راهنمای لولای انعطاف پذیر مسطح_ LINGE HINDING_TA

لولا انعطاف پذیر یک مکانیسم مکانیکی است که از تغییر شکل الاستیک برگشت پذیر مواد برای انتقال حرکت و انرژی استفاده می کند. این برنامه ها در زمینه های مختلف مانند هوافضا ، تولید ، اپتیک و مهندسی زیستی پیدا می کند. در سالهای اخیر ، استفاده فزاینده ای از لولاهای انعطاف پذیر در زمینه های فناوری مهندسی مانند میکرو موقعیت یابی ، اندازه گیری ، سکوهای نوری ، مکانیسم های میکرو تنظیم و مکانیسم های استقرار فضای آنتن در مقیاس بزرگ وجود داشته است.

مزیت اصلی یک لولا انعطاف پذیر ، طراحی یکپارچه آن است که امکان انتقال و انتقال انرژی را بدون هیچ گونه واکنش و تحمل ، اصطکاک ، شکاف ، نویز ، سایش و با حساسیت حرکتی بالا امکان پذیر می کند. یک نوع خاص از لولا انعطاف پذیر ، لولا انعطاف پذیر مسطح است که به طور معمول با استفاده از چشمه های برگ معمولی ساخته می شود. لولا انعطاف پذیر مسطح یک مونتاژ ساختار ساده و هزینه پردازش کم را ارائه می دهد ، و آن را به ویژه برای طراحی مکانیکی دقیق مناسب می کند.

چهار شکل ساختاری مشترک از مکانیسم های راهنمای لولای انعطاف پذیر ، یعنی نوع I ، نوع II ، نوع III و نوع IV وجود دارد. این مکانیسم ها اغلب برای راهنمایی های با دقت بالا در برنامه های مختلف استفاده می شوند. در میان آنها ، نوع I یک مکانیزم راهنمای راهنمای انعطاف پذیر دایره ای نیمه مستقیم است که به دلیل ساختار جمع و جور و ثبات آن شناخته شده است. با این حال ، می تواند مستعد خستگی باشد. نوع II یک مکانیسم راهنمای موازی نی با یک صفحه تقویت کننده است ، که قطعات بیشتری را ارائه می دهد اما مقاومت در برابر خستگی را در مقایسه با نوع I کاهش می دهد. نوع III یک مکانیسم راهنمای ساده موازی موازی است اما فاقد ثبات کلی است. نوع IV ، مکانیسم راهنمای لولای انعطاف پذیر مسطح ، بر نقاط ضعف نوع I غلبه می کند و از نوع III پایدارتر است. این پتانسیل عالی برای برنامه های مختلف دارد.

در حالی که سه نوع اول مکانیسم راهنمای انعطاف پذیر در ادبیات به طور گسترده مورد بحث قرار گرفته است ، مکانیسم راهنمای لولای انعطاف پذیر مسطح (نوع IV) معمولاً در عمل مورد استفاده قرار نمی گیرد و در ادبیات فعلی فقدان نظریه طراحی مربوطه وجود دارد. این مقاله با ارائه یک مشتق نظری از سفتی خمش لولای انعطاف پذیر مسطح و فرمول تجزیه و تحلیل سختی از مکانیسم هدایت ، این شکاف را ایجاد می کند. همچنین شامل آزمایش آزمایشی برای اعتبارسنجی صحت فرمول تحلیلی است.

سفتی خمش لولا انعطاف پذیر مسطح بر اساس معادله لحظه خمش مکانیک مواد حاصل می شود. با توجه به ابعاد و خصوصیات صفحه استیل ضدزنگ مورد استفاده ، ساختار قسمت لولا مسطح مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. فرمول تحلیلی مشتق شده مبنای نظری برای درک سختی لولا فراهم می کند.

برای تأیید فرمول تحلیلی ، مجموعه ای از مکانیسم های راهنمای موازی با استفاده از لولا های انعطاف پذیر مسطح طراحی و پردازش شده است. آزمایش آزمایشی با استفاده از یک ابزار تنش و فشرده سازی بهاری برای اندازه گیری رابطه نیروی جابجایی مکانیسم انجام می شود. نتایج آزمون با محاسبات فرمول تحلیلی مقایسه می شود و توافق خوبی یافت می شود ، البته با یک خطای نسبی کوچک 4.7 ٪. این اختلاف به این واقعیت نسبت داده می شود که فرمول تحلیلی فقط تغییر شکل قسمت لولا را در نظر می گیرد و نه کل نی.

کاربرد عملی مکانیسم راهنمای لولای انعطاف پذیر مسطح از طریق طراحی یک دستگاه ضد برخورد با اندازه گیری یک بعدی برای یک مرکز اندازه گیری دنده CNC نشان داده شده است. این دستگاه یک کاوشگر TESA یک بعدی ، یک مکانیسم راهنمای انعطاف پذیر مسطح و یک سنسور موقعیت را برای اطمینان از محافظت از ایمنی پروب ترکیب می کند.

در نتیجه ، این مطالعه یک مشتق نظری و اعتبارسنجی تجربی از سختی مکانیسم راهنمای لولای انعطاف پذیر مسطح را ارائه می دهد. فرمول تحلیلی دقت خوبی را نشان می دهد ، البته با اختلافات جزئی به دلیل ساده سازی های ایجاد شده در فرمول. تحقیقات آینده باید تغییر شکل کل نی و سایر عوامل تأثیرگذار را در نظر بگیرد تا صحت محاسبه سفتی لولا را بهبود ببخشد. کاربرد عملی مکانیسم راهنمای لولای انعطاف پذیر مسطح پتانسیل آن را برای برنامه های مختلف مهندسی نشان می دهد.