Pyöristetyn suoran säteen joustavan Hinge_hinge Knowledge_tallsenin väsymysanalyysi

Tiivistelmä: Joustavien saranoiden, etenkin erityisten loven muotojen, väsymystä ei ole tutkittu laajasti. Tämän tutkimuksen tavoitteena on analysoida komposiittijoustavien saranojen väsymystehokkuutta, jotka tarjoavat paremman lujuuden, paikannustarkkuuden ja väsymiskestävyyden verrattuna tyypillisiin joustaviin saranoihin. Äärellisten elementtien simulointikokeet suoritettiin pyöristetyn suoran säteen joustavien saranojen väsymysten väsymysten laskemiseksi tarjoamalla arvokkaita oivalluksia uusien joustavien saranojen suunnittelun suunnittelulle.

Joustavilla saranoilla on ratkaiseva rooli yhteensopivissa mekanismeissa, mutta ne kärsivät usein rajoituksista, kuten rajoitettu liiketila, heikko vahvuus ja kapea levitysalue. Yhdistelmäjoustavat saranat tarjoavat ratkaisun näihin ongelmiin, joilla on vähentynyt puhdistuma, lisääntynyt paikannustarkkuus ja parantunut väsymysten suorituskyky. Viime vuosina tietokonesimulaatiotekniikka, erityisesti äärellisen elementtianalyysi, on tullut yhä suositumpaa tuotekehityksessä. Tämä tutkimus keskittyy äärellisten elementtien väsymyksen simulaatiotekniikan käyttöön analysoimaan komposiittijoustavien saranojen väsymysten jakautumista, mikä mahdollistaa heikkojen pisteiden varhaisen tunnistamisen suunnitteluvaiheessa.

Väsymysanalyysimenetelmä ja prosessi:

Väsymysanalyysillä tarkoitetaan materiaalivaurioiden ja epäonnistumisen arviointia syklisen kuormituksen alla. Kaksi yleisesti havaittua väsymysvaurion muotoa ovat alhainen syklin väsymys ja korkea syklin väsymys. Käytetty väsymisanalyysimenetelmä riippuu väsymysvaurioiden tyypistä. Perinteisiä menetelmiä, kuten nimellinen stressi, paikallinen stressi-venymä, stressikentän lujuus ja energiamenetelmät, on käytetty laajasti tekniikan suunnittelussa. Äärellisen elementin väsymyssimulaatiotekniikka tarjoaa kuitenkin useita etuja perinteisiin menetelmiin verrattuna, mukaan lukien väsymyksen elämän jakautumisen määrittäminen osien pinnoilla, huonojen mallien välttäminen ja heikkojen paikkojen varhainen tunnistaminen alkuperäisessä suunnitteluvaiheessa.

Menetelmä:

Pyöristettyjen suoran säteen joustavien saranojen väsymyssuorituskyvyn analysoimiseksi perustettiin matemaattinen malli käyttämällä äärellisten elementtien analyysiohjelmistoa (ANSYS). Mallissa tarkasteltiin geometrisiä parametreja, kuten leveyttä, korkeutta, paksuutta, sädettä ja suoran säteen osan pituutta. Ruokaavan elementin simulaatiot suoritettiin joustavan saranan taivuttamisen normaalin jännitysjakauman määrittämiseksi eri kuormilla. Stressitulokset osoittivat, että suurin jännitys sijaitsi kahden loven muodon risteyksessä.

Pyöristetyn suoran säteen joustavien saranojen väsymisanalyysi:

Pyöristetyn suoran säteen joustavien saranojen väsymisanalyysi sisälsi äärellisten elementtien analyysistä saadun stressijakauman tuontia väsymisanalyysijärjestelmään. Materiaalin sopiva S-N-käyrä valittiin ja kuormitusspektri syötettiin. Väsymysanalyysi tarjosi käsityksen joustavan saranan heikon aseman väsymys elämästä. Analyysissä tarkasteltiin suurimman stressisolmun ja paljasti noin 617 580 syklin väsymysajan. Se luokiteltiin korkean syklin väsymykseksi.

Äärellisten elementtien simulaatiokokeiden avulla tämä tutkimus analysoi onnistuneesti pyöristettyjen suoran säteen joustavien saranojen väsymystehokkuutta. Tulokset osoittivat, että komposiittijoustavat saranat, mukaan lukien pyöristetyt suorat sädetyypit, osoittivat parempaa väsymyslujuutta perinteisiin joustaviin saranoihin verrattuna. Lisätutkimuksia tarvitaan kuitenkin muiden kaarevien joustavien saranojen, kuten hyperbolan, ellipsin ja parabolan, tutkimiseksi. Tulokset edistävät väsymyskäyttäytymisen ymmärtämistä joustavissa saranoissa ja tarjoavat teoreettisen perustan suunnittelun suunnittelun parantamiselle.