Analiza umora zaobljenog ravnog snopa fleksibilnog zgloba_hinge znanje_tallsen

Sažetak: Učinkovitost zamora fleksibilnih šarki, posebno onih s posebnim oblikama, nisu detaljno proučavane. Ovo istraživanje ima za cilj analizirati performanse umora složenih fleksibilnih šarki koje nude poboljšanu snagu, točnost pozicioniranja i otpornost na umor u usporedbi s tipičnim fleksibilnim šarkama. Provedeni su eksperimenti simulacije konačnih elemenata kako bi se izračunao vijek umora zaobljenih fleksibilnih šarki ravnih greda, pružajući vrijedne uvide za inženjerski dizajn novih fleksibilnih šarki.

Fleksibilne šarke igraju ključnu ulogu u skladnim mehanizmima, ali često pate od ograničenja kao što su ograničeni prostor za kretanje, slaba čvrstoća i uski opseg primjene. Kompozitne fleksibilne šarke nude rješenje za ove probleme, pokazujući smanjeni klirens, povećanu točnost pozicioniranja i poboljšane performanse umora. Posljednjih godina tehnologija računalne simulacije, posebno analiza konačnih elemenata, postaje sve popularnija u razvoju proizvoda. Ova studija usredotočena je na uporabu tehnologije simulacije zamora konačnih elemenata za analizu raspodjele života zamora kompozitnih fleksibilnih šarki, omogućujući ranu identifikaciju slabih točaka u fazi dizajna.

Metoda i postupak analize zamora:

Analiza umora odnosi se na procjenu oštećenja materijala i neuspjeha u cikličkom opterećenju. Dva uobičajena oblika oštećenja umora uključuju umor niskog ciklusa i umor visokih ciklusa. Korištena metoda analize umora ovisi o vrsti oštećenja umora. Tradicionalne metode poput nominalnog stresa, lokalnog naprezanja, snage stresa i energetske metode široko su korištene u inženjerskom dizajnu. Međutim, tehnologija simulacije zamora konačnih elemenata nudi nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalne metode, uključujući određivanje raspodjele života umora na površini dijelova, izbjegavanje loših dizajna i ranu identifikaciju slabih položaja u početnoj fazi dizajna.

Metodologija:

Za analizu performansi umora zaobljenih fleksibilnih zglobova ravne grede, utvrđen je matematički model pomoću softvera za analizu konačnih elemenata (ANSYS). Model je razmatrao geometrijske parametre, poput širine, visine, debljine, polumjera i duljine dijela ravnog snopa. Provedene su simulacije konačnih elemenata kako bi se utvrdilo normalnu raspodjelu napona savijanja fleksibilnog zgloba pod različitim opterećenjima. Rezultati stresa pokazali su da se maksimalni napon nalazio na spoju dva oblika.

Analiza zamora zaobljenih fleksibilnih šarki ravnih greda:

Analiza umora fleksibilnih šarki s zaobljenim ravnim snopom uključivala je uvoz raspodjele stresa dobivene analizom konačnih elemenata u sustav analize umora. Odabrana je odgovarajuća S-N krivulja materijala, a unosan je spektar opterećenja. Analiza umora pružila je uvid u život umora slabog položaja fleksibilnog zgloba. Analiza je razmatrala maksimalni čvor stresa i otkrila je vijek umora od oko 617.580 ciklusa. Kategoriziran je kao umor visokog ciklusa.

Kroz eksperimente simulacije konačnih elemenata, ovo je istraživanje uspješno analiziralo performanse umora zaobljenih fleksibilnih šarki ravnog snopa. Rezultati su pokazali da kompozitne fleksibilne šarke, uključujući zaobljene vrste ravnih greda, pokazuju bolju čvrstoću umora u usporedbi s tradicionalnim fleksibilnim šarkama. Međutim, potrebna su daljnja istraživanja za istraživanje drugih zakrivljenih fleksibilnih šarki, poput hiperbole, elipse i parabole. Nalazi doprinose razumijevanju ponašanja umora u složenim fleksibilnim zglobovima i pružaju teorijsku osnovu za poboljšanje inženjerskog dizajna.