Analyse de la flexion, de la traction et de la rigidité en compression et l'application de quatre charnières flexibles composites

Résumé: Cet article fournit une analyse des propriétés de rigidité de quatre charnières flexibles composites. Il commence par dériver les formules de calcul pour la rigidité de flexion, la tension et la rigidité de compression de quatre types différents de charnières flexibles basées sur la mécanique des matériaux et le calcul. En utilisant la méthode d'éléments finis, l'auteur vérifie l'exactitude de la formule de calcul de rigidité dérivée pour la charnière flexible à faisceau droit arrondi.

L'article compare et analyse ensuite les propriétés de rigidité de quatre charnières flexibles composites différentes. Il montre que la charnière composite à faisceau droit elliptique a la plus petite rigidité de flexion et de traction.

Ensuite, l'auteur analyse les performances de rigidité des joints en forme de T flexibles en utilisant la méthode d'éléments finis. On constate que la capacité de flexibilité et de compensation de déformation de l'articulation flexible en forme de T composée de la charnière composite de faisceau droit elliptique est la plus forte.

Les charnières flexibles sont largement utilisées dans les applications qui nécessitent un petit déplacement angulaire et une rotation de haute précision. Ils éliminent les voyages en avion et la friction mécanique pendant la transmission. La rigidité est un indicateur de performance crucial des charnières flexibles car elle reflète leur capacité à résister aux charges externes et à la flexibilité des paires cinématiques.

L'article note que les études précédentes ont dérivé des formules complexes pour calculer la rigidité des charnières flexibles. Dans cette recherche, l'auteur utilise les formules de base de la mécanique pour dériver des expressions plus concises. Cependant, en raison des dimensions géométriques des charnières flexibles réelles qui ne répondent pas pleinement aux hypothèses de l'analyse théorique, les méthodes par éléments finis sont souvent utilisées pour étudier leurs performances de rigidité.

Sur la base de la charnière flexible à faisceau droit arrondi, l'auteur propose trois nouvelles charnières flexibles composites: composite de faisceau droit elliptique, composite de faisceau droit parabolique et charnières composites de poutre droite hyperboliques. Les formules de calcul de la rigidité pour ces quatre types de charnières flexibles sont dérivées et leurs propriétés de rigidité sont comparées et analysées.

Pour démontrer l'application de ces résultats, l'article étudie les propriétés de rigidité des joints en forme de T flexibles en utilisant les quatre charnières flexibles composites. Les résultats montrent que le joint en forme de T flexible composé de la charnière composite de faisceau droit elliptique présente la capacité de compensation de déformation la plus forte.

En conclusion, cette recherche fournit des informations précieuses sur les propriétés de rigidité de différents types de charnières flexibles composites. Les résultats peuvent éclairer la conception et l'application de charnières flexibles dans diverses industries, en particulier dans les applications qui nécessitent une rotation précise et une friction minimale.