Að kanna og greina áhrif lömunar og sveigjanleika íhluta á kraftmikla frammistöðu1

Vandamálið við úthreinsun vélbúnaðar, af völdum framleiðsluvillna og venjulegs slits meðan á notkun stendur, getur leitt til alvarlegra árekstra og áhrifa milli undirþátta tengdra íhluta. Þetta eykur kraftmikið streitu, klæðist stöngum, eykur teygjanlegan aflögun, býr til hávaða og titring og dregur úr heildarvirkni vélrænnar kerfisins. Margir vísindamenn hafa rannsakað gangverki samhliða aðferða með lömun og sveigjanleika, en enn er þörf á ítarlegri greiningu.

Til dæmis, Bauchau o.fl. lagði til dæmigerða úthreinsunaraðferð til að lýsa sveigjanlegum fjölbyggingarkerfi með hreyfiorku. Zhao o.fl. ræddi um áhrif lömunarstærðar á kraftmikla frammistöðu geimþáttar vélmenni. Chen Jiangyi o.fl. greindi gangverki samhliða aðferða með lömun. Kakizaki o.fl. rannsakaði gangverki rýmisaðferða með lömun, miðað við sveigjanleika stangarinnar. Hann Baiyan o.fl. lagði til og staðfesti kraftmikla líkan af stífu sveigjanlegu stjórnanda þegar um er að ræða lömun. Þessar rannsóknir veita dýrmæta innsýn í gangverki samhliða aðferða með lömun og sveigjanleika.

Til að takast á við úthreinsun búnaðarins er komið á kraftmikið líkan af vélbúnaðinum með lömun. Þar sem lamir með eyður munu rekast á meðan á hreyfingu stendur og málmhlutir hafa teygjanlegt og dempandi einkenni, eru ólínulegt vordempandi snertikraftlíkan og breytt Coulomb núningslíkan notuð. Ólínulegt vordempandi snertikraftur líkan reiknar snertiflokkinn á milli lömpinn og ermsins út frá Hertzian snertilíkaninu og telur orkutap sem stafar af demping. Breytt Coulomb núningslíkan lýsir nákvæmlega núningi frá kyrrstæðum núningi til kraftmikils núnings, með hliðsjón af Coulomb núningi, kyrrstæðum núningi og seigfljótandi núningi.

Þegar greint er frá kraftmiklum einkennum aðferða með lömun er nauðsynlegt að huga að sveigjanleika íhlutanna. Í Adams hugbúnaði er hægt að smíða sveigjanlega íhluti með þremur aðferðum: að greina sveigjanlegan líkama í marga stífar líkama, búa til sveigjanlega líkama beint með Adams/Auto Flex mát eða sameina ANSYS hugbúnað með Adams til að byggja upp sveigjanlega íhlut. Þriðja aðferðin er valin í þessari rannsókn vegna þess að hún getur betur endurspeglað raunverulega hreyfingu sveigjanlegra líkama. ANSYS er notað til að móta sveigjanlegan þátt, framkvæma mótunargreiningu og búa til hlutlausan skrá sem inniheldur ýmsar breytur og upplýsingar um sveigjanlegan meðlim.

Til að sýna fram á greininguna er 3-RRRT samhliða fyrirkomulag notað sem rannsóknarhlutinn. Modal greining er gerð á útibúakeðjum vélbúnaðarins með ANSYS og niðurstöðum er breytt í sveigjanlega meðlimi í Adams. Fyrirkomulagið samanstendur af föstum palli, þremur greinakeðjum og hreyfanlegum vettvangi. Hver greinakeðja er samsett úr stöngum, snúningslömum og pörum sem hreyfast. Talið er að sveigjanleiki stanganna sé á meðan aðrir íhlutir eru meðhöndlaðir sem stífir líkamar. Aksturspörin eru stillt sem aksturshlutinn og vélbúnaðurinn er hermt eftir lágum og miklum hraða.

Greiningin leiðir í ljós að lömun hefur veruleg áhrif á hraða og snertiskraft stífra aðferða, en sveigjanleiki hefur fyrst og fremst áhrif á hraða og hröðun vélbúnaðarins. Því stærra sem löm bilið er, því meiri er amplitude hraða og hröðunarbreytinga. Aksturshraði hefur einnig áhrif á kraftmikinn afköst vélbúnaðarins, með hærri hraða sem leiðir til stærri breytinga og minni stöðugleika. Hins vegar, óháð áhrifum áhrifaþátta, náðu snertifleti, hraði og hröðun smám saman stöðugu ástandi eftir að hafa gengist undir amplitude breytingar.

Niðurstaðan er sú að gangverki samhliða aðferða með lömun og sveigjanleika eru áríðandi sjónarmið við hönnun og framleiðslu. Taka verður tillit til sveigjanleika stórra sveigjuþátta og ekki er hægt að hunsa löm úthreinsun, sérstaklega fyrir fyrirkomulag sem starfa á miklum hraða. Með því að skilja og takast á við þessa þætti er hægt að bæta árangur og skilvirkni vélrænna kerfisins verulega.