Bending, tarik dan analisis kekakuan tekan dan aplikasi empat engsel fleksibel komposit1

Ringkasan: Berdasarkan pengetahuan yang relevan dari mekanika material dan kalkulus, rumus perhitungan kekakuan lentur, ketegangan dan kekakuan kompresi dari empat engsel fleksibel komposit diturunkan. Mengambil engsel fleksibel balok lurus bulat sebagai contoh, rumus perhitungan kekakuan yang diturunkan diverifikasi menggunakan metode elemen hingga. Sifat kekakuan dari empat engsel fleksibel komposit dibandingkan dan dianalisis. Hasilnya menunjukkan bahwa engsel komposit balok lurus elips memiliki kekakuan lentur dan tarik terkecil. Dalam struktur sambungan berbentuk T yang fleksibel, sendi berbentuk T fleksibel yang terdiri dari engsel komposit balok lurus elips memiliki kemampuan kompensasi deformasi terkuat.

Engsel fleksibel banyak digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan perpindahan sudut kecil dan rotasi presisi tinggi, menghilangkan perjalanan udara dan gesekan mekanik. Berdasarkan jenis struktur, engsel fleksibel dapat dikategorikan ke dalam berbagai jenis. Kekakuan adalah indikator kinerja yang penting untuk engsel fleksibel, mencerminkan kemampuan mereka untuk menahan beban eksternal dan fleksibilitasnya. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan formula perhitungan kekakuan untuk empat engsel fleksibel gabungan dan membandingkan sifat kekakuannya.

1. Pembentukan formula perhitungan kekakuan:

1.1 Rumus Perhitungan untuk Kekakuan Bending Balok Lurus dan Ellips Straight Beam Komposit engsel diturunkan berdasarkan mekanika material dan kalkulus.

1.2 Rumus perhitungan kekakuan untuk engsel komposit balok lurus parabola dan hiperbolik diturunkan menggunakan teorema kedua Karl.

2. Verifikasi formula perhitungan kekakuan:

Formula perhitungan kekakuan yang diturunkan untuk engsel fleksibel balok lurus bulat diverifikasi menggunakan metode elemen hingga. Nilai kekakuan lentur dan tarik/kompresi yang dihitung dibandingkan dengan solusi analitik untuk menentukan keakuratan rumus.

3. Analisis kekakuan empat engsel fleksibel gabungan:

Sifat kekakuan dari empat engsel fleksibel komposit dibandingkan dan dianalisis. Berdasarkan formula perhitungan kekakuan yang diturunkan, nilai -nilai tekukan dan kekakuan tarik untuk setiap engsel dihitung dan dibandingkan.

4. Contoh aplikasi:

Empat engsel fleksibel gabungan diterapkan pada struktur sambungan berbentuk T yang fleksibel. Sifat kekakuan dari setiap sendi berbentuk T fleksibel dianalisis menggunakan metode elemen hingga. Hasilnya menunjukkan bahwa sendi berbentuk T fleksibel yang terdiri dari engsel komposit balok lurus elips memiliki kemampuan kompensasi deformasi terkuat.

Rumus perhitungan kekakuan yang diturunkan untuk empat engsel fleksibel komposit diverifikasi menjadi akurat. Sifat kekakuan dari keempat engsel dibandingkan dan dianalisis, dan sambungan berbentuk T fleksibel yang terdiri dari engsel komposit balok lurus elips ditemukan memiliki kapasitas gerak terbaik dan sensitivitas beban. Studi ini memberikan wawasan berharga untuk desain dan aplikasi engsel fleksibel komposit di berbagai bidang.