लचीले टिका और लचीले शरीर तंत्र के डिजाइन अनुकूलन के सैद्धांतिक आधार पर अनुसंधान1

सार: यह शोध सीधे बीम गोल फ्लेक्सचर टिका के लचीलेपन मैट्रिक्स का अध्ययन करने पर केंद्रित है। काज के इन-प्लेन विरूपण के लिए विश्लेषणात्मक गणना विधि कैंटिलीवर बीम सिद्धांत के आधार पर प्राप्त होती है। लचीलेपन मैट्रिक्स के लिए बंद-लूप विश्लेषणात्मक मॉडल स्थापित किया गया है, और कोने के त्रिज्या और काज मोटाई पर विचार करते समय लचीलेपन मैट्रिक्स के लिए एक सरलीकृत गणना सूत्र प्रदान किया जाता है। इसके अतिरिक्त, काज का एक परिमित तत्व मॉडल विश्लेषणात्मक मॉडल की सटीकता को सत्यापित करने के लिए विकसित किया गया है। लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों के विश्लेषणात्मक और सिमुलेशन मानों के बीच सापेक्ष त्रुटि का विश्लेषण विभिन्न काज संरचना मापदंडों के लिए किया जाता है। परिणाम प्रदर्शित करते हैं कि विश्लेषणात्मक मॉडल सटीक है, और सापेक्ष त्रुटियों को स्वीकार्य सीमाओं के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है।

उच्च गति संकल्प, कोई घर्षण और सरल विनिर्माण प्रक्रिया के फायदे के कारण लचीले टिका व्यापक रूप से सटीक उपकरणों में उपयोग किया जाता है। ये टिका गति, बल, या ऊर्जा को प्रसारित करने या परिवर्तित करने के लिए अपने स्वयं के लोचदार विरूपण पर भरोसा करते हैं, जिससे कठोर घटकों की आवश्यकता को समाप्त किया जाता है। एक लचीले काज के प्रमुख पैरामीटर सीधे इसकी गतिशील विशेषताओं और अंत स्थिति सटीकता को प्रभावित करते हैं। पिछले शोध ने विभिन्न प्रकार के लचीले टिका पर ध्यान केंद्रित किया है, लेकिन सीमित अध्ययन सीधे बीम गोल फ्लेक्सचर टिका पर आयोजित किए गए हैं। इस पत्र का उद्देश्य इस तरह के टिका के लचीलेपन मैट्रिक्स का अध्ययन करके इस शोध अंतर को भरना है।

1. स्ट्रेट बीम के लचीलेपन मैट्रिक्स गोल लचीले टिका:

स्ट्रेट बीम गोल लचीला काज तनाव एकाग्रता से बचने के लिए गोल कोनों के साथ एक शीट संरचना है। काज के ज्यामितीय मापदंडों में ऊंचाई, लंबाई, मोटाई और पट्टिका त्रिज्या शामिल हैं। इन-प्लेन विरूपण के लिए व्युत्पन्न विश्लेषणात्मक गणना विधि के आधार पर काज के लचीलेपन मैट्रिक्स के लिए एक बंद-लूप विश्लेषणात्मक मॉडल स्थापित किया गया है। लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों का विश्लेषण विभिन्न काज संरचना मापदंडों के लिए किया जाता है, और विश्लेषणात्मक और सिमुलेशन मानों के बीच सापेक्ष त्रुटि की गणना की जाती है।

2. लचीलापन मैट्रिक्स का परिमित तत्व सत्यापन:

विश्लेषणात्मक मॉडल की सटीकता को मान्य करने के लिए, काज का एक परिमित तत्व मॉडल UGNX NASTRAN सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके बनाया गया है। यूनिट बल/क्षण के साथ लोड किए गए काज के सिमुलेशन परिणामों की तुलना विश्लेषणात्मक मूल्यों के साथ की जाती है। लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों के विश्लेषणात्मक और सिमुलेशन मानों के बीच सापेक्ष त्रुटि का विश्लेषण काज लंबाई के विभिन्न अनुपातों के लिए मोटाई (एल/टी) और कोने त्रिज्या से मोटाई (आर/टी) के लिए विश्लेषण किया जाता है।

2.1 लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों पर एल/टी का प्रभाव:

लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों के विश्लेषणात्मक और सिमुलेशन मानों के बीच सापेक्ष त्रुटि 5.5% के भीतर पाई जाती है जब अनुपात L/T 4 से अधिक या बराबर होता है। 4 से कम अनुपात के लिए, सापेक्ष त्रुटि पतला बीम धारणा की सीमाओं के कारण काफी बढ़ जाती है। इसलिए, बंद-लूप विश्लेषणात्मक मॉडल बड़े एल/टी अनुपात के साथ टिका के लिए उपयुक्त है।

2.2 लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों पर आर/टी का प्रभाव:

लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों के विश्लेषणात्मक और सिमुलेशन मानों के बीच सापेक्ष त्रुटि आर/टी में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है। 0.1 और 0.5 के बीच अनुपात के लिए, सापेक्ष त्रुटि को 9%के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है। 0.2 और 0.3 के बीच अनुपात के लिए, सापेक्ष त्रुटि को 6.5%के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है।

2.3 सरलीकृत लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों पर आर/टी का प्रभाव:

लचीलेपन मैट्रिक्स मापदंडों के लिए सरलीकृत विश्लेषणात्मक सूत्र आर/टी के अनुपात को देखते हुए प्रदान किए जाते हैं। सरलीकृत विश्लेषणात्मक मूल्यों और सिमुलेशन मानों के बीच सापेक्ष त्रुटि R/T में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है। 0.3 और 0.2 के बीच अनुपात के लिए, सापेक्ष त्रुटि को क्रमशः 9% और 7% के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है।

स्ट्रेट बीम राउंडेड फ्लेक्सचर हिंग के लिए लचीलेपन मैट्रिक्स के विकसित बंद-लूप विश्लेषणात्मक मॉडल लचीले टिका और तंत्र के डिजाइन और अनुकूलन के लिए एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करते हैं। मॉडल की सटीकता परिमित तत्व सिमुलेशन के माध्यम से मान्य है, और सापेक्ष त्रुटियां विभिन्न काज संरचना मापदंडों के लिए स्वीकार्य सीमा के भीतर हैं। यह शोध विभिन्न सटीक उपकरणों में सीधे बीम गोल गोल फ्लेक्सचर टिका की समझ और अनुप्रयोग में योगदान देता है।