સુગમતા ગણતરી અને નવા સિંગલ-સાઇડ સીધા વર્તુળ-એલિપ્સ હાઇબ્રીનું પ્રદર્શન વિશ્લેષણ1

અમૂર્ત:

માઇક્રો ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ સિસ્ટમ્સ (એમઇએમએસ) ના ક્ષેત્રમાં ફ્લેક્સિબલ હિન્જ્સ નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. આ કાગળ એક નવી બાજુવાળા સીધા-વર્તુળ-એલિપ્સ હાઇબ્રિડ ફ્લેક્સિબલ મિજાગરું કહેવાય છે. આ મિજાગરની રાહતની ગણતરી કાર્લના બીજા પ્રમેયનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, અને પરિણામો મર્યાદિત તત્વ વિશ્લેષણ દ્વારા માન્ય છે. તેની રાહત પર તેમના પ્રભાવને નિર્ધારિત કરવા માટે મિજાગરુંના માળખાકીય પરિમાણોનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. એકલ-બાજુવાળા અને ડબલ-બાજુવાળા સીધા વર્તુળ-એલિપ્સ હાઇબ્રિડ ફ્લેક્સિબલ હિન્જ્સ વચ્ચે પણ સરખામણી કરવામાં આવે છે, અને એવું તારણ કા .વામાં આવે છે કે એકલ-બાજુની હિન્જ વધુ સારી પરિભ્રમણ ક્ષમતા અને લોડ સંવેદનશીલતા પ્રદાન કરે છે. એકંદરે, સિંગલ-સાઇડ હાઇબ્રિડ ફ્લેક્સિબલ હિન્જ એન્જિનિયરિંગમાં કોમ્પેક્ટ અને ખૂબ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ એપ્લિકેશનો માટે આશાસ્પદ સોલ્યુશન પ્રદાન કરે છે.

માઇક્રો ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ટેકનોલોજી, એરોસ્પેસ અને જૈવિક એન્જિનિયરિંગના ઝડપથી વિકસતા ક્ષેત્રોમાં, પરંપરાગત કઠોર પદ્ધતિઓ હવે ડિઝાઇન અને વપરાશની આવશ્યકતાઓને પહોંચી વળવા માટે પૂરતી નથી. લવચીક પદ્ધતિઓ, તેમના નાના કદ, યાંત્રિક ઘર્ષણ અને ગાબડાઓની ગેરહાજરી અને ઉચ્ચ ગતિ સંવેદનશીલતા સાથે, મશીનરી, રોબોટિક્સ, કમ્પ્યુટર્સ, સ્વચાલિત નિયંત્રણ અને ચોકસાઇ માપન સહિત વિવિધ શાખાઓમાં નોંધપાત્ર ટ્રેક્શન પ્રાપ્ત થયું છે. લવચીક મિકેનિઝમ્સનો મુખ્ય ઘટક એ લવચીક હિન્જ છે, જે ખોવાયેલી ગતિ અને યાંત્રિક ઘર્ષણને દૂર કરવા માટે સ્થિતિસ્થાપક વિકૃતિ અને સ્વ-પુન recovery પ્રાપ્તિ ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરે છે, ત્યાં ઉચ્ચ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ રિઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરે છે. સિંગલ-અક્ષ ફ્લેક્સિબલ હિન્જ્સને તેમના ક્રોસ-વિભાગીય આકારના આધારે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, જેમ કે આર્ક, લીડ એંગલ, લંબગોળ, પેરાબોલા અને હાયપરબોલા પ્રકારો. આમાં, સીધા રાઉન્ડ અને લીડ એંગલ હિન્જ્સ તેમની સરળ રચનાઓને કારણે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. જો કે, કેટલાક કિસ્સાઓમાં જ્યાં જગ્યા અવરોધિત હોય છે, કોમ્પેક્ટ સ્ટ્રક્ચર્સની જરૂરિયાતને લીધે એકલ-બાજુ ફ્લેક્સિબલ હિન્જ્સનો ઉદભવ થયો છે, જેને ચોકસાઇ માપન અને સ્થિતિમાં વિસ્તૃત એપ્લિકેશનો મળી છે. વર્ણસંકર અને એકપક્ષીય લવચીક હિન્જ્સના ફાયદાઓને ધ્યાનમાં રાખીને, આ કાગળ એકપક્ષીય વર્ણસંકર ફ્લેક્સિબલ હિન્જની દરખાસ્ત કરે છે, જે કોમ્પેક્ટ સ્ટ્રક્ચર્સ અને મોટા ડિસ્પ્લેસમેન્ટ્સ સાથે લવચીક હિન્જ્સની એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશન માટે નવીન અભિગમ પ્રદાન કરે છે.

એકપક્ષીય સીધા વર્તુળ-એલિપ્સ હાઇબ્રિડ ફ્લેક્સિબલ મિજાગરુંની સુગમતાની ગણતરી:

એકપક્ષી સીધા-વર્તુળ-એલિપ્સ હાઇબ્રિડ ફ્લેક્સિબલ મિજમાનોમાં એકપક્ષી સીધા વર્તુળની હિન્જનો અડધો ભાગ અને એકપક્ષીય લંબગોળ હિન્જનો અડધો સમાવેશ થાય છે. તેના ભૌમિતિક પરિમાણોમાં હિન્જ પહોળાઈ (બી), ન્યૂનતમ જાડાઈ (ટી), સીધા વર્તુળ ત્રિજ્યા (આર), હિન્જ લંબાઈ (એલ), લંબગોળ (એમ) ની મુખ્ય અક્ષ અને લંબગોળ (એન) ની અર્ધ-ગતિશીલ અક્ષ શામેલ છે. લવચીક મિજાગરુંનું વિશ્લેષણ એક નાના-ડિફોર્મ્ડ કેન્ટિલેવર બીમની ધારણા પર આધારિત છે, જેમાં બળ અને ક્ષણને કારણે જમણા અંત નિશ્ચિત અને બેન્ડિંગ વિકૃતિ છે. અક્ષીય ભારનો પ્રભાવ માનવામાં આવે છે, જ્યારે શીઅર અને ટોર્સિયન અસરોની અવગણના કરવામાં આવે છે. કેસેટના બીજા પ્રમેય મુજબ, બિંદુ 1 પર મિજાજની વિરૂપતા અને લાગુ લોડ વચ્ચેનો સંબંધ નક્કી કરી શકાય છે. સુગમતા ગણતરી સૂત્ર આ સંબંધ અને હિન્જના ક્રોસ-સેક્શનના કોઓર્ડિનેટ્સના આધારે લેવામાં આવી છે. અભિન્ન ગણતરીઓ દ્વારા, એકપક્ષીય સીધા વર્તુળ-એલિપ્સ હાઇબ્રિડ લવચીક મિજાગરુંની સુગમતા મેળવી શકાય છે.

ઉદાહરણ ગણતરી અને મર્યાદિત તત્વ ચકાસણી:

લંબગોળના અર્ધ-માઇનોર અક્ષ (એન) ના વિવિધ મૂલ્યો માટે તારવેલી સુગમતા ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ઉદાહરણ ગણતરી કરવામાં આવે છે. ફોર્મ્યુલાની ચોકસાઈને ચકાસવા માટે પરિણામોની તુલના મર્યાદિત તત્વ વિશ્લેષણ (એફઇએ) સાથે કરવામાં આવે છે. પરિણામોના બે સેટ વચ્ચેની ભૂલ 8%કરતા ઓછી હોવાનું જણાયું છે, જે સુગમતા ગણતરી સૂત્રની માન્યતાની પુષ્ટિ કરે છે.

એકપક્ષીય સીધા વર્તુળ-એલિપ્સ હાઇબ્રિડ ફ્લેક્સિબલ મિજાગરુંનું પ્રદર્શન વિશ્લેષણ:

મિજાગરુંની સુગમતા તેના સામગ્રી અને માળખાકીય પરિમાણો દ્વારા પ્રભાવિત છે. સુગમતા ગણતરી સૂત્ર દર્શાવે છે કે સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ (ઇ) મિજાની પહોળાઈ (બી) ની વિપરિત પ્રમાણસર છે. અન્ય પરિમાણો, જેમ કે સીધા વર્તુળ ત્રિજ્યા (આર), લંબગોળ (એમ) ની અર્ધ-મેજર અક્ષ, લંબગોળ (એન) ની અર્ધ-લઘુતા અક્ષ, અને લઘુત્તમ જાડાઈ (ટી) પણ સુગમતાને અસર કરે છે. સુગમતા ગણતરી સૂત્રનું વિશ્લેષણ બતાવે છે કે તેના પરિમાણો મિજાગરની લઘુત્તમ જાડાઈ (ટી) માં પરિવર્તન માટે સૌથી સંવેદનશીલ હોય છે.

દ્વિપક્ષીય સીધા વર્તુળ-એલિપ્સ હાઇબ્રિડ લવચીક મિજાગરું સાથે કામગીરીની તુલના:

એકપક્ષી સીધા-વર્તુળ-એલિપ્સ હાઇબ્રિડ ફ્લેક્સિબલ મિજાગરું, સાહિત્યમાં સૂચિત ડબલ-બાજુવાળા સીધા-વર્તુળ-એલિપ્સ હાઇબ્રિડ ફ્લેક્સિબલ મિજાગરું સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે. સુગમતા ગુણોત્તર પરફોર્મન્સ ઇન્ડેક્સ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જે દ્વિપક્ષીય સુગમતા માટે એકપક્ષીય સુગમતાના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. પરિણામો દર્શાવે છે કે દ્વિપક્ષીય વર્ણસંકર મિજાગરની તુલનામાં એકપક્ષીય વર્ણસંકર ફ્લેક્સિબલ હિન્જ વધુ પરિભ્રમણ ક્ષમતા અને લોડ સંવેદનશીલતા પ્રદાન કરે છે.

નવા પ્રકારનાં લવચીક મિજાગરું, એકપક્ષીય વર્ણસંકર ફ્લેક્સિબલ મિજાગરું, ઇજનેરી એપ્લિકેશનો માટે નવી શક્યતાઓ લાવે છે જેને કોમ્પેક્ટ સ્ટ્રક્ચર્સ અને મોટા ડિસ્પ્લેસમેન્ટની જરૂર હોય છે. સુગમતા ગણતરી સૂત્ર કાર્લના બીજા પ્રમેય પર આધારિત છે અને મર્યાદિત તત્વ વિશ્લેષણ દ્વારા માન્ય છે. મિજાગરુંના માળખાકીય પરિમાણો તેની રાહતને અસર કરવા માટે જોવા મળે છે, ન્યૂનતમ જાડાઈ સૌથી નોંધપાત્ર પ્રભાવ પાડે છે. પરિભ્રમણ ક્ષમતા અને લોડ સંવેદનશીલતાના સંદર્ભમાં એકપક્ષી વર્ણસંકર લવચીક મિજાગરું દ્વિપક્ષીય વર્ણસંકર મિજાગરું કરતા વધુ સારું પ્રદર્શન કરે છે. એકંદરે, એકપક્ષી વર્ણસંકર ફ્લેક્સિબલ મિજાગરું વિવિધ એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશનો માટે આશાસ્પદ સંભાવનાઓ પ્રદાન કરે છે.