Undersyk op teoretyske basis fan ûntwerpoppenimalisaasje fan fleksibele hingen en fleksibele lichemsmemanismen

Útwreide

Fleksibele hingen hawwe wichtige oandacht krigen yn presysapparaten fanwege har fermogen om beweging of enerzjy te stjoeren fia elastyske deformation ynstee fan rigide komponinten. Yn ferliking mei tradisjonele bewegingsferwidering biede fleksibele hingende foardielen lykas hege bewegingsresolúsje, gjin friksje, gjin syksume proses. Se binne breed brûkt yn ferskate presys-apparaten, ynklusyf projeksje litografy oblensen, silisium workbenches, elektronyske skodzjen, romte optyske sensoren, en presys en ultra-presys ferwurkjen. De kaaiparameters fan foldwaande meganismen, lykas fleksibele hingen, beynfloedzje direkt de dynamyske skaaimerken en posysjonearjende krektens fan it ein. Dêrom is wiidweidich ûndersyk is útfierd om de fleksibiliteit te begripen fan fleksibele hingen. Dit papier is fan doel om de fleksibiliteit Matrix te bestudearjen fan rjochte beamfe-rûne skimers, analysearje syn parameters en in teoretyske basis leverje foar har ûntwerp en optimalisaasje.

Fleksibiliteit Matrix fan rjochte beam rûne fleksure-hingingen:

De rjochte beamferve hinge bestiet út in rjochte beamterblêdstruktuer mei rûne hoeken by de úteinen fan 'e hinge om stresskonsintraasje te foarkommen. De wichtichste geometryske parameters omfetsje Hinge Hingte Hichte (H), Hinge Lengte (L), Hinge dikte (T), en Hinge filetradius (R). Om de yn-fleantúch deformation fan 'e Hinge te analysearjen, in analytyske berekkenlike berekkeningsmetoade basearre op de cantile Beam-teory is ôflaat. Dizze metoade stelt in analytyske model in sletten loop foar de fleksibiliteit Matrix yn 'e plane-fleksibiliteit fan' e fleksibele hinge. Derneist wurdt in ferienfâldige berekkeningsformule foar de fleksibiliteit matrix levere as de ferhâlding fan 'e ringende radius nei dikte (r / t) wurdt jûn.

Ferifikaasje fan finite elemint:

Om de ôflaat analytyske formule te validearjen, wurdt in definityf elemint model fan 'e rjochte beam-flexure hinge fêstlein mei ugnx Nastran-software. De simulaasjeresultaten fan it definitive elemint model wurde fergelike mei de analytyske wearden fan 'e fleksibiliteit Matrixparameters. De relative flater tusken de twa is analysearre foar ferskate fariaasjes yn 'e strukturele parameters fan' e Hinge, lykas de ferhâlding fan hinge lingte nei dikte (L / t) en de ferhâlding fan 'e ferhâlding fan' e ferhâlding nei dikte nei dikte (R / T).

Resultaten:

De analyse lit sjen dat foar L / T-ferhâldings grutter as of gelyk oan 4, de relative flater tusken de analytyske en simulearre wearden fan 'e fleksibiliteitsmatrix is ​​binnen 5,5%. Foar L / T-ferhâldingen minder dan 4 is de relative flater relatyf grut te fanwege de ûnfermogen om de cantile-beam yn in slanke beam te ferienfâldigjen. Dit jout oan dat it sluten loop analytysk model gaadliker is foar grutte l / t-gefallen.

Oangeande de ratio r / t ûntbleatet de analyse dat doe't 0,1 ≤ r / t ≤ 0,5, de relative flater tusken de analytyske en simulearre wearden kinne wurde kontroleare binnen 9%. Derneist, doe't 0,2 ≤ r / t ≤ 0.3, kin de relative flater wurde kontroleare binnen 6,5%. Dizze befiningen demonstrearje de krektens en tapassing fan it sluten-loop analytysk model foar de fleksibiliteit matrix.

It sluten-loop analytyske model ûntwikkele yn dizze stúdzje biedt in teoretyske basis foar it ûntwerp en optimalisaasje fan rjochte beam rûne fleksure-hingingen. De analyse oantoart dat it model de model presys kin foarsizze kin as it fariaasjes yn oerienstimming kin yn 'e hinge, dikte, en hoeke radius. Dizze befiningen sille bydrage oan 'e foarútgong fan foldwaande meganismen en har applikaasjes yn presysapparaten.