लचीले टिका और लचीले शरीर तंत्र के डिजाइन अनुकूलन के सैद्धांतिक आधार पर अनुसंधान

विस्तारित

लचीले टिकाओं ने कठोर घटकों के बजाय लोचदार विरूपण के माध्यम से गति या ऊर्जा को प्रसारित करने की उनकी क्षमता के कारण सटीक उपकरणों में महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है। पारंपरिक गति टिका की तुलना में, लचीले टिका उच्च गति संकल्प, कोई घर्षण, कोई स्नेहन और एक सरल विनिर्माण प्रक्रिया जैसे लाभ प्रदान करता है। वे विभिन्न सटीक उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किए गए हैं, जिनमें प्रोजेक्शन लिथोग्राफी ऑब्जेक्टिव लेंस, सिलिकॉन वेफर वर्कबेंच, इलेक्ट्रॉनिक स्कैनिंग माइक्रोस्कोप, स्पेस ऑप्टिकल रिमोट सेंसर और सटीक और अल्ट्रा-सटीक प्रसंस्करण शामिल हैं। लचीले टिका की तरह आज्ञाकारी तंत्र के प्रमुख पैरामीटर, सीधे अंत की गतिशील विशेषताओं और स्थिति सटीकता को प्रभावित करते हैं। इसलिए, लचीले टिका के लचीलेपन को समझने के लिए व्यापक शोध किया गया है। इस पेपर का उद्देश्य सीधे बीम गोल फ्लेक्सचर टिका के लचीलेपन मैट्रिक्स का अध्ययन करना है, इसके मापदंडों का विश्लेषण करना है, और उनके डिजाइन और अनुकूलन के लिए एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करना है।

स्ट्रेट बीम गोल फ्लेक्सचर टिका का लचीलापन मैट्रिक्स:

तनाव एकाग्रता से बचने के लिए सीधे बीम गोल फ्लेक्सचर काज में एक सीधा बीम शीट संरचना होती है, जो काज के छोर पर गोल कोनों के साथ होता है। मुख्य ज्यामितीय मापदंडों में काज ऊंचाई (एच), काज लंबाई (एल), काज मोटाई (टी), और काज पट्टिका त्रिज्या (आर) शामिल हैं। काज के इन-प्लेन विरूपण का विश्लेषण करने के लिए, कैंटिलीवर बीम सिद्धांत पर आधारित एक विश्लेषणात्मक गणना विधि व्युत्पन्न है। यह विधि लचीले काज के इन-प्लेन लचीलेपन मैट्रिक्स के लिए एक बंद-लूप विश्लेषणात्मक मॉडल स्थापित करती है। इसके अतिरिक्त, लचीलेपन मैट्रिक्स के लिए एक सरलीकृत गणना सूत्र प्रदान किया जाता है जब मोटाई (आर/टी) के लिए काज कोने त्रिज्या का अनुपात दिया जाता है।

परिमित तत्व सत्यापन:

व्युत्पन्न विश्लेषणात्मक सूत्र को मान्य करने के लिए, सीधे बीम गोल फ्लेक्सचर काज का एक परिमित तत्व मॉडल UGNX NASTRAN सॉफ्टवेयर का उपयोग करके स्थापित किया गया है। परिमित तत्व मॉडल के सिमुलेशन परिणामों की तुलना लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों के विश्लेषणात्मक मूल्यों के साथ की जाती है। दोनों के बीच सापेक्ष त्रुटि का विश्लेषण काज के संरचनात्मक मापदंडों में अलग -अलग विविधताओं के लिए विश्लेषण किया जाता है, जैसे कि मोटाई (एल/टी) से काज की लंबाई का अनुपात और मोटाई (आर/टी) के लिए काज कोने त्रिज्या का अनुपात।

परिणाम:

विश्लेषण से पता चलता है कि 4 से अधिक या बराबर एल/टी अनुपात के लिए, लचीलेपन मैट्रिक्स के विश्लेषणात्मक और नकली मूल्यों के बीच सापेक्ष त्रुटि 5.5%के भीतर है। हालांकि, 4 से कम एल/टी अनुपात के लिए, कैंटिलीवर बीम को एक पतले बीम में सरल बनाने में असमर्थता के कारण सापेक्ष त्रुटि अपेक्षाकृत बड़ी है। यह इंगित करता है कि बंद-लूप विश्लेषणात्मक मॉडल बड़े एल/टी मामलों के लिए अधिक उपयुक्त है।

R/T के अनुपात के बारे में, विश्लेषण से पता चलता है कि जब 0.1 ≤ r/t 0.5, विश्लेषणात्मक और नकली मानों के बीच सापेक्ष त्रुटि को 9%के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, जब 0.2 ≤ r/t, 0.3, सापेक्ष त्रुटि को 6.5%के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है। ये निष्कर्ष लचीलेपन मैट्रिक्स के लिए बंद-लूप विश्लेषणात्मक मॉडल की सटीकता और प्रयोज्यता को प्रदर्शित करते हैं।

इस अध्ययन में विकसित बंद-लूप विश्लेषणात्मक मॉडल सीधे बीम गोल फ्लेक्सचर टिका के डिजाइन और अनुकूलन के लिए एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है। विश्लेषण ने प्रदर्शित किया कि मॉडल काज की लंबाई, मोटाई और कोने त्रिज्या में भिन्नता पर विचार करते समय लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों की सटीक भविष्यवाणी कर सकता है। ये निष्कर्ष सटीक उपकरणों में आज्ञाकारी तंत्र और उनके अनुप्रयोगों की उन्नति में योगदान करेंगे।