Rannsóknir á fræðilegum grundvelli hagræðingar hönnunar á sveigjanlegum lömum og sveigjanlegum líkamsbúnaði

Stækkað

Sveigjanleg löm hafa fengið verulega athygli í nákvæmni tækjum vegna getu þeirra til að senda hreyfingu eða orku með teygjanlegri aflögun í stað stífra íhluta. Í samanburði við hefðbundna hreyfingarlöm, bjóða sveigjanlegar lamir kosti eins og háhreyfingarupplausn, engin núning, engin smurning og einfalt framleiðsluferli. Þau hafa verið mikið notuð í ýmsum nákvæmnisbúnaði, þar á meðal linsum á vörpun lithography, kísilþurrkur vinnubekkir, rafræn skönnun smásjá, geim sjónskynjarar og nákvæmni og öfgafullri vinnslu. Lykilstærðir samhæfðra aðferða, eins og sveigjanlegir lamir, hafa bein áhrif á kraftmikla einkenni og staðsetningarnákvæmni endans. Þess vegna hafa víðtækar rannsóknir verið gerðar til að skilja sveigjanleika sveigjanlegra lamda. Þessi grein miðar að því að rannsaka sveigjanleika fylkið af beinum geisla ávölum sveigjanleika, greina færibreytur þess og skapa fræðilegan grunn fyrir hönnun þeirra og hagræðingu.

Sveigjanleiki fylki af beinum geisla ávölum sveigjuhömlum:

Beina geislinn ávöl sveigður löm samanstendur af beinni geislaplata uppbyggingu með ávölum hornum í endum lömsins til að forðast streituþéttni. Helstu rúmfræðilegu breyturnar fela í sér löm hæð (H), lömlengd (L), lömþykkt (T) og löm flök radíus (R). Til að greina aflögun lömsins í planinu er greiningaraðferð sem byggð er á kenningunni um Cantilever Beam fengin. Þessi aðferð setur upp lokaða greiningarlíkan fyrir sveigjanleika fylkisins í flugvélinni í sveigjanlegu löminu. Að auki er einfölduð útreikningsformúla fyrir sveigjanleika fylkið veitt þegar hlutfall lömunar horn radíus og þykkt (r/t) er gefið.

Endanleg staðfesting frumefna:

Til að staðfesta afleidda greiningarformúlu er endanlegt frumefni af beinni geislamolaðri sveigjulömum komið á með því að nota UGNX Nastran hugbúnað. Niðurstöður uppgerðar endanlegs frumefnis líkansins eru bornar saman við greiningargildi sveigjanleika fylkisins. Hlutfallsleg villa milli þessara tveggja er greind með tilliti til mismunandi breytileika í byggingarstærðum lömunar, svo sem hlutfall lömunar og þykktar (L/T) og hlutfall lömunar horn radíus og þykkt (R/T).

Niðurstöður:

Greiningin sýnir að fyrir L/T hlutföll sem eru meiri en eða jöfn 4 er hlutfallsleg villan milli greiningar- og herma gildi sveigjanleika fylkisins innan 5,5%. Hins vegar, fyrir L/T hlutföll minna en 4, er hlutfallsleg villan tiltölulega mikil vegna vanhæfni til að einfalda cantilever geislann í mjótt geisla. Þetta bendir til þess að greiningarlíkan lokaðra lykkja hentar betur í stórum L/T tilvikum.

Varðandi hlutfall R/T, leiðir greiningin í ljós að þegar 0,1 ≤ r/t ≤ 0,5 er hægt að stjórna hlutfallslegu villunni milli greiningar- og hermaðra gilda innan 9%. Að auki, þegar 0,2 ≤ r/t ≤ 0,3, er hægt að stjórna hlutfallslegu villunni innan 6,5%. Þessar niðurstöður sýna fram á nákvæmni og nothæfi greiningarlíkans lokaðs lykkju fyrir sveigjanleika fylkið.

Greiningarlíkanið með lokuðu lykkju, sem þróað var í þessari rannsókn, veitir fræðilegan grundvöll fyrir hönnun og hagræðingu á beinum geisla ávölum sveigjanlegum lömum. Greiningin sýndi fram á að líkanið getur nákvæmlega spáð fyrir um sveigjanleika fylkisstærðirnar þegar litið er til breytileika í lengd lömunar, þykkt og horn radíus. Þessar niðurstöður munu stuðla að framgangi samhæfðra aðferða og umsókna þeirra í nákvæmni tæki.