Bending, tarik dan analisis kekakuan tekan dan aplikasi empat engsel fleksibel komposit

Ringkasan: Artikel ini memberikan analisis sifat kekakuan dari empat engsel fleksibel komposit. Ini dimulai dengan menurunkan formula perhitungan untuk kekakuan lentur, ketegangan, dan kekakuan kompresi dari empat jenis engsel fleksibel berdasarkan mekanika material dan kalkulus. Menggunakan metode elemen hingga, penulis memverifikasi kebenaran rumus perhitungan kekakuan yang diturunkan untuk engsel fleksibel balok lurus bulat.

Artikel tersebut kemudian membandingkan dan menganalisis sifat kekakuan dari empat engsel fleksibel komposit yang berbeda. Ini menunjukkan bahwa engsel komposit balok lurus elips memiliki kekakuan lentur dan tarik terkecil.

Selanjutnya, penulis menganalisis kinerja kekakuan sambungan berbentuk T fleksibel menggunakan metode elemen hingga. Ditemukan bahwa kemampuan kompensasi fleksibilitas dan deformasi dari sendi berbentuk T fleksibel yang terdiri dari engsel komposit balok lurus elips adalah yang terkuat.

Engsel fleksibel banyak digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan perpindahan sudut kecil dan rotasi presisi tinggi. Mereka menghilangkan perjalanan udara dan gesekan mekanis selama transmisi. Kekakuan adalah indikator kinerja yang penting dari engsel fleksibel karena mencerminkan kemampuan mereka untuk menahan beban eksternal dan fleksibilitas pasangan kinematik.

Artikel tersebut mencatat bahwa penelitian sebelumnya telah memperoleh formula kompleks untuk menghitung kekakuan engsel fleksibel. Dalam penelitian ini, penulis menggunakan formula dasar mekanika untuk memperoleh lebih banyak ekspresi ringkas. Namun, karena dimensi geometris dari engsel fleksibel yang sebenarnya tidak sepenuhnya memenuhi asumsi analisis teoritis, metode elemen hingga sering digunakan untuk mempelajari kinerja kekakuan mereka.

Berdasarkan engsel balok lurus bulat, penulis mengusulkan tiga engsel fleksibel komposit baru: komposit balok lurus elips, komposit balok lurus parabola, dan engsel komposit balok lurus hiperbolik. Rumus perhitungan kekakuan untuk keempat jenis engsel fleksibel ini diturunkan, dan sifat kekakuannya dibandingkan dan dianalisis.

Untuk menunjukkan penerapan temuan ini, artikel ini menyelidiki sifat kekakuan sambungan berbentuk T fleksibel menggunakan empat engsel fleksibel komposit. Hasilnya menunjukkan bahwa sendi berbentuk T fleksibel yang terdiri dari engsel komposit balok lurus elips menunjukkan kemampuan kompensasi deformasi terkuat.

Sebagai kesimpulan, penelitian ini memberikan wawasan yang berharga tentang sifat kekakuan dari berbagai jenis engsel fleksibel komposit. Temuan ini dapat menginformasikan desain dan penerapan engsel fleksibel di berbagai industri, terutama dalam aplikasi yang membutuhkan rotasi yang tepat dan gesekan minimal.