लचीलापन गणना और एक नए एकल-पक्षीय स्ट्रेट-सर्कल-एलिप्स हाइब्रि का प्रदर्शन विश्लेषण1

अमूर्त:

लचीले टिका माइक्रो-इलेक्ट्रोमेकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस) के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यह पेपर एक नए प्रकार के लचीले काज का परिचय देता है जिसे एकल-पक्षीय स्ट्रेट-सर्कल-एलिप्स हाइब्रिड लचीला काज कहा जाता है। इस काज के लचीलेपन की गणना कार्ल के दूसरे प्रमेय का उपयोग करके की जाती है, और परिणामों को परिमित तत्व विश्लेषण के माध्यम से मान्य किया जाता है। काज के संरचनात्मक मापदंडों का विश्लेषण इसके लचीलेपन पर उनके प्रभाव को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। एक तुलना एकल-पक्षीय और डबल-पक्षीय सीधे-सर्कल-एलिप्स हाइब्रिड लचीले टिका के बीच भी की जाती है, और यह निष्कर्ष निकाला जाता है कि एकल-पक्षीय काज बेहतर रोटेशन क्षमता और लोड संवेदनशीलता प्रदान करता है। कुल मिलाकर, एकल-पक्षीय हाइब्रिड लचीला काज इंजीनियरिंग में कॉम्पैक्ट और अत्यधिक विस्थापन अनुप्रयोगों के लिए एक आशाजनक समाधान प्रदान करता है।

माइक्रो-इलेक्ट्रोमेकेनिकल टेक्नोलॉजी, एयरोस्पेस और बायोलॉजिकल इंजीनियरिंग के तेजी से विकसित होने वाले क्षेत्रों में, पारंपरिक कठोर तंत्र अब डिजाइन और उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। लचीले तंत्र, उनके छोटे आकार, यांत्रिक घर्षण और अंतराल की अनुपस्थिति और उच्च गति संवेदनशीलता के साथ, मशीनरी, रोबोटिक्स, कंप्यूटर, स्वचालित नियंत्रण और सटीक माप सहित विभिन्न विषयों में महत्वपूर्ण कर्षण प्राप्त किया है। लचीले तंत्रों का प्रमुख घटक लचीला काज है, जो खोई हुई गति और यांत्रिक घर्षण को खत्म करने के लिए लोचदार विरूपण और आत्म-पुनर्प्राप्ति गुणों का उपयोग करता है, जिससे उच्च विस्थापन संकल्प प्राप्त होता है। सिंगल-एक्सिस लचीले टिका को उनके क्रॉस-सेक्शनल आकृतियों, जैसे कि आर्क, लीड एंगल, दीर्घवृत्त, परबोला और हाइपरबोला प्रकारों के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है। इनमें, सीधे-राउंड और लीड एंगल टिकाओं का उपयोग उनकी सरल संरचनाओं के कारण व्यापक रूप से किया जाता है। हालांकि, कुछ मामलों में जहां अंतरिक्ष विवश है, कॉम्पैक्ट संरचनाओं की आवश्यकता ने एकल-पक्षीय लचीले टिकाओं के उद्भव के लिए प्रेरित किया है, जो सटीक माप और स्थिति में व्यापक अनुप्रयोगों को पाए गए हैं। हाइब्रिड और एकतरफा लचीले टिका के फायदों पर निर्माण, यह पेपर एकतरफा हाइब्रिड लचीले काज का प्रस्ताव करता है, जो कॉम्पैक्ट संरचनाओं और बड़े विस्थापन के साथ लचीले टिका के इंजीनियरिंग अनुप्रयोग के लिए एक उपन्यास दृष्टिकोण प्रदान करता है।

एकतरफा स्ट्रेट-सर्कल-एलिप्स हाइब्रिड लचीला काज की लचीलापन गणना:

एकतरफा स्ट्रेट-सर्कल-एलिप्स हाइब्रिड लचीले काज में एकतरफा स्ट्रेट-सर्कल काज का आधा हिस्सा होता है और एकतरफा अण्डाकार काज का आधा हिस्सा होता है। इसके ज्यामितीय मापदंडों में काज चौड़ाई (बी), न्यूनतम मोटाई (टी), स्ट्रेट-सर्कल त्रिज्या (आर), काज की लंबाई (एल), दीर्घवृत्त की प्रमुख अक्ष (एम), और दीर्घवृत्त (एन) के अर्ध-माइनर अक्ष शामिल हैं। लचीले काज का विश्लेषण एक छोटे से विकृत कैंटिलीवर बीम की धारणा पर आधारित है, जिसमें बल और क्षण के कारण सही अंत तय और झुकने विरूपण होता है। अक्षीय भार के प्रभाव को माना जाता है, जबकि कतरनी और मरोड़ प्रभाव उपेक्षित होते हैं। कैसेट के दूसरे प्रमेय के अनुसार, बिंदु 1 पर काज के विरूपण और लागू लोड के बीच संबंध निर्धारित किया जा सकता है। लचीलापन गणना सूत्र इस संबंध और काज के क्रॉस-सेक्शन के निर्देशांक के आधार पर प्राप्त होता है। अभिन्न गणना के माध्यम से, एकतरफा स्ट्रेट-सर्कल-एलिप्स हाइब्रिड लचीले काज के लचीलेपन को प्राप्त किया जा सकता है।

उदाहरण गणना और परिमित तत्व सत्यापन:

एक उदाहरण गणना दीर्घवृत्त के अर्ध-माइनर अक्ष (एन) के विभिन्न मूल्यों के लिए व्युत्पन्न लचीलेपन गणना सूत्र का उपयोग करके किया जाता है। परिणामों की तुलना परिमित तत्व विश्लेषण (FEA) परिणामों के साथ सूत्र की सटीकता को सत्यापित करने के लिए की जाती है। परिणामों के दो सेटों के बीच त्रुटि 8%से कम पाई जाती है, जो लचीलेपन गणना सूत्र की वैधता की पुष्टि करती है।

एकतरफा स्ट्रेट-सर्कल-एलिप्स हाइब्रिड लचीला काज का प्रदर्शन विश्लेषण:

काज का लचीलापन इसकी सामग्री और संरचनात्मक मापदंडों से प्रभावित होता है। लचीलापन गणना सूत्र से पता चलता है कि लोचदार मापांक (ई) काज की चौड़ाई (बी) के विपरीत आनुपातिक है। अन्य पैरामीटर, जैसे कि स्ट्रेट-सर्कल त्रिज्या (आर), दीर्घवृत्त के अर्ध-मेजर अक्ष (एम), दीर्घवृत्त (एन) के अर्ध-मिनट की अक्ष, और न्यूनतम मोटाई (टी), लचीलेपन को भी प्रभावित करते हैं। लचीलेपन गणना सूत्र के विश्लेषण से पता चलता है कि इसके पैरामीटर काज की न्यूनतम मोटाई (टी) में परिवर्तन के लिए सबसे अधिक संवेदनशील हैं।

द्विपक्षीय स्ट्रेट-सर्कल-एलिप्स हाइब्रिड लचीले काज के साथ प्रदर्शन की तुलना:

एकतरफा स्ट्रेट-सर्कल-एलिप्स हाइब्रिड लचीले काज की तुलना साहित्य में प्रस्तावित दो तरफा सीधे-सर्कल-एलिप्स हाइब्रिड लचीले काज के साथ की जाती है। लचीलापन अनुपात का उपयोग प्रदर्शन सूचकांक के रूप में किया जाता है, जिसे द्विपक्षीय लचीलेपन के लिए एकतरफा लचीलेपन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। परिणाम बताते हैं कि एकतरफा हाइब्रिड लचीला काज द्विपक्षीय हाइब्रिड काज की तुलना में बेहतर रोटेशन क्षमता और लोड संवेदनशीलता प्रदान करता है।

एक नए प्रकार के लचीले काज का प्रस्ताव, एकतरफा हाइब्रिड लचीला काज, इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए नई संभावनाएं लाता है जिसमें कॉम्पैक्ट संरचनाओं और बड़े विस्थापन की आवश्यकता होती है। लचीलापन गणना सूत्र कार्ल के दूसरे प्रमेय के आधार पर प्राप्त होता है और परिमित तत्व विश्लेषण के माध्यम से मान्य होता है। काज के संरचनात्मक मापदंडों को इसके लचीलेपन को प्रभावित करने के लिए पाया जाता है, न्यूनतम मोटाई के साथ सबसे महत्वपूर्ण प्रभाव होता है। एकतरफा हाइब्रिड लचीला काज रोटेशन क्षमता और लोड संवेदनशीलता के मामले में द्विपक्षीय हाइब्रिड काज से बेहतर प्रदर्शन करता है। कुल मिलाकर, एकतरफा हाइब्रिड लचीला काज विभिन्न इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए आशाजनक संभावनाएं प्रदान करता है।