Analisi di flessione, trazione e rigidità compressa e applicazione di quattro cerniere flessibili composite1

Riepilogo: in base alla conoscenza rilevante della meccanica e del calcolo dei materiali, sono derivate le formule di calcolo della rigidità, della tensione e della compressione di quattro cerniere flessibili composite. Prendendo come esempio la cerniera flessibile del fascio dritto arrotondato, la formula di calcolo della rigidità derivata viene verificata usando il metodo degli elementi finiti. Le proprietà di rigidità delle quattro cerniere flessibili composite vengono confrontate e analizzate. I risultati mostrano che la cerniera composita del fascio dritto ellittico ha la più piccola rigidità di flessione e trazione. Nella struttura dell'articolazione a forma di T flessibile, l'articolazione flessibile a forma di T composta da cerniera composita a fascio dritto ellittico ha la più forte capacità di compensazione della deformazione.

Le cerniere flessibili sono ampiamente utilizzate in applicazioni che richiedono una piccola spostamento angolare e una rotazione ad alta precisione, eliminando la viaggi d'aria e l'attrito meccanico. In base al tipo di struttura, le cerniere flessibili possono essere classificate in diversi tipi. La rigidità è un importante indicatore di prestazioni per le cerniere flessibili, che riflettono la loro capacità di resistere ai carichi esterni e alla loro flessibilità. Questo studio mira a derivare le formule di calcolo della rigidità per quattro cerniere flessibili composite e confrontare le loro proprietà di rigidità.

1. Istituzione di formula di calcolo della rigidità:

1.1 Le formule di calcolo per la rigidità flettente di raggio dritto arrotondato e cerniere composite a fascio dritto ellittico sono derivate in base alla meccanica del materiale e al calcolo.

1.2 Le formule di calcolo della rigidità per le cerniere composite di raggio dritto parabolico e iperbolico sono derivate usando il secondo teorema di Karl.

2. Verifica della formula di calcolo della rigidità:

La formula di calcolo della rigidità derivata per la cerniera flessibile a fascio dritto arrotondato viene verificata usando il metodo degli elementi finiti. I valori calcolati di flessione e di rigidità della trazione/compressione vengono confrontati con le soluzioni analitiche per determinare l'accuratezza della formula.

3. Analisi della rigidità delle quattro cerniere flessibili composite:

Le proprietà di rigidità delle quattro cerniere flessibili composite vengono confrontate e analizzate. Sulla base delle formule di calcolo della rigidità derivata, vengono calcolati e confrontati i valori di flessione e rigidità di trazione per ciascuna cerniera.

4. Esempi di applicazioni:

Le quattro cerniere flessibili composite vengono applicate a una struttura articolata a forma di T flessibile. Le proprietà di rigidità di ciascun giunto a forma di T flessibile vengono analizzate utilizzando il metodo degli elementi finiti. I risultati mostrano che l'articolazione flessibile a forma di T composta da carniera composita a fascio dritto ellittico ha la più forte capacità di compensazione della deformazione.

Le formule di calcolo della rigidità derivata per le quattro cerniere flessibili composite vengono verificate per essere accurate. Le proprietà di rigidità delle quattro cerniere vengono confrontate e analizzate e l'articolazione flessibile a forma di T composta da carniera composita a fascio dritto ellittico ha la migliore capacità di movimento e sensibilità al carico. Questo studio fornisce preziose approfondimenti per la progettazione e l'applicazione di cerniere flessibili composite in vari campi.