Sveigjanleiki útreikningur og árangursgreining á nýjum einhliða beinum hringrás Hybri1

Abstrakt:

Sveigjanleg löm gegna lykilhlutverki á sviði ör-rafsegulkerfa (MEMS). Í þessari grein er kynnt nýja tegund af sveigjanlegu lömum sem kallast einhliða beinhringinn Hybrid Hyxible löm. Sveigjanleiki þessarar löms er reiknaður með því að nota aðra setningu Karls og niðurstöðurnar eru staðfestar með endanlegri greiningu. Uppbyggingarstærðir lömsins eru greindar til að ákvarða áhrif þeirra á sveigjanleika þess. Samanburður er einnig gerður á milli einhliða og tvíhliða beinni hringrásar blendinga sveigjanlegra lamda og er ályktað að einhliða lömin bjóða upp á betri snúningsgetu og álagnæmi. Á heildina litið veitir einhliða blendingur sveigjanleg löm efnileg lausn fyrir samningur og mjög tilfærsluforrit í verkfræði.

Á sviðum ör-rafsegultækni, geimferða og líffræðilegrar verkfræði, eru hefðbundnar stífar aðferðir ekki lengur nægar til að uppfylla kröfur um hönnun og notkunarkröfur. Sveigjanlegir aðferðir, með smæð þeirra, skortur á vélrænni núningi og eyður og næmi með há hreyfingu, hafa fengið verulega grip í ýmsum greinum, þar á meðal vélum, vélfærafræði, tölvum, sjálfvirkri stjórnun og nákvæmni mælingu. Lykilþáttur sveigjanlegra aðferða er sveigjanleg löm, sem notar teygjanlegt aflögun og eigin endurbætur á eiginleikum til að útrýma glataðri hreyfingu og vélrænni núningi og ná þar með hærri tilfærsluupplausn. Hægt er að flokka einn ás sveigjanlegan lamir út frá þversniðsformum þeirra, svo sem ARC, blýhorn, sporbaug, parabola og hyperbola gerðir. Meðal þeirra eru beinlínis og blýhornslömin notuð mikið vegna einfaldra mannvirkja. Í sumum tilvikum þar sem pláss er bundið hefur þörfin fyrir samningur mannvirkja leitt til þess að einhliða sveigjanleg lamir, sem hafa fundið víðtæka notkun í nákvæmni mælingu og staðsetningu. Með því að byggja á kostum blendinga og einhliða sveigjanlegra lamda, leggur þessi grein til einhliða blendinga sveigjanlegra löm, sem býður upp á nýja nálgun við verkfræði beitingu sveigjanlegra lamda með samningur mannvirkja og stórum tilfærslum.

Sveigjanleiki Útreikningur á einhliða beinni hringrás blendinga sveigjanlegt löm:

Einhliða beina hringrásin blendingur sveigjanleg löm samanstendur af helmingi einhliða beinna hringlaga og helming einhliða sporöskjulaga löm. Geometric færibreytur þess fela í sér lömbreidd (B), lágmarksþykkt (T), beina radíus (R), lömlengd (L), meiriháttar ás sporöskjulaga (M) og hálf-mínor ás sporöskjulaga (N). Greiningin á sveigjanlegu löminu er byggð á þeirri forsendu að fá litlum skaffaðri cantilever geisla, með hægri endanum fastur og beygju aflögun af völdum krafts og augnabliks. Áhrif axial álags eru talin, meðan klippa og snúningsáhrif eru vanrækt. Samkvæmt annarri setningu snældu er hægt að ákvarða sambandið á milli aflögunar lömsins við 1. lið og beittu álaginu. Formúla sveigjanleika er fengin út frá þessu sambandi og hnitum þversniðs lömsins. Með samþættum útreikningum er hægt að fá sveigjanleika einhliða beina hringrásar blendinga sveigjanlegs löm.

Dæmi um útreikning og sannprófun á endanlegri þætti:

Dæmi útreikningur er framkvæmdur með því að nota afleiddan sveigjanleikaútreikningsformúlu fyrir mismunandi gildi hálf-mínor ás (n) sporöskjulaga. Niðurstöðurnar eru bornar saman við endanlegar frumefni greiningar (FEA) niðurstöður til að sannreyna nákvæmni formúlunnar. Villan á milli tveggja niðurstaðna reynist vera minna en 8%, sem staðfestir gildi sveigjanleikaútreikningsformúlu.

Árangursgreining á einhliða beinni hringrás blendingi sveigjanleg löm:

Sveigjanleiki lömsins hefur áhrif á efnislega og burðarvirki. Sveigjanleikaútreikningsformúlan leiðir í ljós að teygjanlegt stuðull (E) er öfugt í réttu hlutfalli við breidd lömsins (b). Aðrar breytur, svo sem beinhringinn radíus (R), hálf-meiriháttar ás sporbaugsins (M), hálf-mínor ás sporbaugsins (n) og lágmarksþykkt (t), hafa einnig áhrif á sveigjanleika. Greining á sveigjanleikaútreikningsformúlunni sýnir að breytur hennar eru viðkvæmastar fyrir breytingum á lágmarksþykkt (t) lömsins.

Árangurssamanburður við tvíhliða beinan hringhliða blendinga sveigjanlegt löm:

Einhliða beinni hringrásin blendingur sveigjanleg löm er borin saman við tvíhliða beina hringhleðslu blendinga sveigjanlega löm sem lagt er til í fræðiritunum. Sveigjanleikahlutfallið er notað sem árangursvísitala, skilgreint sem hlutfall einhliða sveigjanleika og tvíhliða sveigjanleika. Niðurstöðurnar sýna að einhliða blendingur sveigjanleg löm bjóða upp á betri snúningsgetu og álagnæmi miðað við tvíhliða blendinga löm.

Tillagan um nýja tegund sveigjanlegrar löm, einhliða blendinga sveigjanleg löm, færir nýja möguleika á verkfræðiforritum sem krefjast samningur mannvirkja og stórra tilfærslna. Formúla sveigjanleika er fengin út frá annarri setningu Karls og staðfest með endanlegri greiningu. Uppbyggingarstærðir lömsins hafa áhrif á sveigjanleika þess, þar sem lágmarksþykkt hefur mest áhrif. Einhliða blendingur sveigjanleg löm skilar betri en tvíhliða blendingur löm hvað varðar snúningsgetu og álagnæmi. Á heildina litið býður einhliða blendingur sveigjanleg löm með efnilegum möguleikum fyrir ýmsar verkfræðiforrit.