Rannsóknir á fræðilegum grundvelli hagræðingar hönnunar á sveigjanlegum lömum og sveigjanlegum líkamsbúnaði1

Ágrip: Þessi rannsókn beinist að því að rannsaka sveigjanleika fylkið af beinum geisla ávölum sveigjanleika. Greiningarútreikningsaðferðin fyrir aflögun lömsins í plani er fengin út frá Cantilever geislakenningunni. Lokað lykkja greiningarlíkan fyrir sveigjanleika fylkið er komið á og einfölduð útreikningsformúla fyrir sveigjanleika fylkið er veitt þegar litið er á horn radíus og lömþykkt. Að auki er endanlegt frumefni af lömunum þróað til að sannreyna nákvæmni greiningarlíkansins. Hlutfallsleg villa milli greiningar- og uppgerðargilda sveigjanleika fylkisins er greind fyrir mismunandi breytur lömunar. Niðurstöðurnar sýna fram á að greiningarlíkanið er rétt og hægt er að stjórna hlutfallslegum villum innan viðunandi marka.

Sveigjanleg löm eru mikið notuð í nákvæmni tækjum vegna kostanna við upplausn með mikla hreyfingu, engan núning og einfalt framleiðsluferli. Þessar lamir treysta á eigin teygjanlegan aflögun til að senda eða umbreyta hreyfingu, krafti eða orku og útrýma þörfinni fyrir stífar íhluti. Lykilstærðir sveigjanlegrar lömunar hafa bein áhrif á kraftmikla einkenni þess og nákvæmni lokastöðu. Fyrri rannsóknir hafa lagt áherslu á mismunandi tegundir sveigjanlegra lamda, en takmarkaðar rannsóknir hafa verið gerðar á beinum geisla ávölum sveigjanlegum lömum. Þessi grein miðar að því að fylla þetta rannsóknarbil með því að rannsaka sveigjanleika fylkið slíkra löm.

1. Sveigjanleiki fylki af beinum geisla ávölum sveigjanlegum lömum:

Beinn geislinn ávöl sveigjanlegur löm er lakbygging með ávölum hornum til að forðast streitustyrk. Geometrísk breytur lömsins fela í sér hæð, lengd, þykkt og flök radíus. Lokað lykkja greiningarlíkan fyrir sveigjanleika fylki lömsins er staðfest út frá afleiddri greiningaraðferð fyrir aflögun í planinu. Sveigjanleika fylkisstærðirnar eru greindar fyrir mismunandi breytur lömunar uppbyggingu og reiknuð er hlutfallsleg villa milli greiningar- og uppgerðargildanna.

2. Endite þáttur sannprófun á sveigjanleika fylkinu:

Til að staðfesta nákvæmni greiningarlíkansins er endanlegt frumefni líkans af lömum búin til með UGNX Nastran hugbúnaði. Niðurstöður uppgerðar lömsins sem hlaðið er með einingafjár/augnabliki eru bornar saman við greiningargildin. Hlutfallsleg villa milli greiningar- og uppgerðargilda sveigjanleika fylkisins er greind fyrir mismunandi hlutföll lömunar að þykkt (L/T) og horn radíus að þykkt (r/t).

2.1 Áhrif L/T á sveigjanleika fylkisstærðir:

Hlutfallsleg villa milli greiningar- og uppgerðargilda sveigjanleika fylkisins reynist vera innan 5,5% þegar hlutfall L/T er meira en eða jafnt og 4. Að því er varðar hlutföll sem eru minna en 4 eykst hlutfallsleg villa verulega vegna takmarkana á mjótt geisla forsendu. Þess vegna er greiningarlíkanið með lokaða lykkju hentugur fyrir lamir með stærri L/T hlutföllum.

2.2 Áhrif R/T á sveigjanleika fylkisstærðir:

Hlutfallsleg villa milli greiningar- og uppgerðargilda sveigjanleika fylkisins eykst með aukningu á hlutfallinu r/t. Að því er varðar hlutföll milli 0,1 og 0,5 er hægt að stjórna hlutfallslegu villunni innan 9%. Fyrir hlutföll milli 0,2 og 0,3 er hægt að stjórna hlutfallslegri villunni innan 6,5%.

2.3 Áhrif R/T á einfaldaða sveigjanleika fylkisbreytur:

Einfaldaðar greiningarformúlur fyrir sveigjanleika fylkisstærðirnar eru gefnar miðað við hlutfallið r/t. Hlutfallsleg villa milli einfaldaðra greiningargilda og uppgerðargildanna eykst með hækkun á hlutfallinu R/T. Að því er varðar hlutföll milli 0,3 og 0,2 er hægt að stjórna hlutfallslegu villunni innan 9% og 7%, í sömu röð.

Þróaða greiningarlíkanið með lokaðri lykkju af sveigjanleika fylkinu fyrir beinan geisla ávalar sveigjanlegt lamir veitir fræðilegan grundvöll fyrir hönnun og hagræðingu sveigjanlegra lamja og aðferða. Nákvæmni líkansins er staðfest með endanlegum eftirlíkingum og hlutfallslegar villur eru innan viðunandi marka fyrir mismunandi breytur lömunar. Þessar rannsóknir stuðla að skilningi og beitingu beinna geisla ávalar sveigjanlegra lamir í ýmsum nákvæmni tækjum.