Analisi della fatica del fascio dritto arrotondato Hinge_hinge Knowledge_Tallsen

Riassunto: le prestazioni a fatica dei cerniere flessibili, in particolare quelle con forme di tacca speciali, non sono state ampiamente studiate. Questa ricerca mira ad analizzare le prestazioni a fatica dei cardini flessibili compositi, che offrono una migliore resistenza, accuratezza del posizionamento e resistenza alla fatica rispetto alle cerniere flessibili tipiche. Sono stati condotti esperimenti di simulazione di elementi finiti per calcolare la durata della fatica di cardini flessibili a fascio dritto arrotondato, fornendo preziose approfondimenti per la progettazione ingegneristica di nuove cerniere flessibili.

Le cerniere flessibili svolgono un ruolo cruciale nei meccanismi conformi, ma spesso soffrono di limiti come lo spazio di movimento limitato, la forza debole e l'ambito applicazione ristretta. Le cerniere flessibili composite offrono una soluzione a questi problemi, esibendo una ridotta spazio, una maggiore accuratezza del posizionamento e una maggiore prestazione della fatica. Negli ultimi anni, la tecnologia di simulazione al computer, in particolare l'analisi degli elementi finiti, è diventata sempre più popolare nello sviluppo del prodotto. Questo studio si concentra sull'uso della tecnologia di simulazione di fatica degli elementi finiti per analizzare la distribuzione della vita a fatica delle cerniere flessibili composite, consentendo l'identificazione precoce di punti deboli nella fase di progettazione.

Metodo e processo di analisi della fatica:

L'analisi della fatica si riferisce alla valutazione del danno e del fallimento del materiale in base al carico ciclico. Due forme comunemente osservate di danno da fatica includono affaticamento a basso ciclo e affaticamento del ciclo elevato. Il metodo di analisi della fatica impiegata dipende dal tipo di danno da fatica. Metodi tradizionali come lo stress nominale, la deformazione da stress locale, la resistenza del campo di stress e i metodi energetici sono stati ampiamente utilizzati nella progettazione ingegneristica. Tuttavia, la tecnologia di simulazione a fatica ad elementi finiti offre diversi vantaggi rispetto ai metodi tradizionali, tra cui la determinazione della distribuzione della vita a fatica sulle superfici delle parti, l'evitamento di progetti cattivi e l'identificazione precoce di posizioni deboli nella fase di progettazione iniziale.

Metodologia:

Per analizzare le prestazioni a fatica di cardini flessibili a fascio dritto arrotondato, è stato istituito un modello matematico utilizzando il software di analisi degli elementi finiti (ANSYS). Il modello considerava parametri geometrici, come larghezza, altezza, spessore, raggio e lunghezza della parte del raggio dritto. Sono state condotte simulazioni di elementi finiti per determinare la normale distribuzione di sollecitazione normale della cerniera flessibile sotto carichi diversi. I risultati dello stress hanno mostrato che la massima sollecitazione era situata alla giunzione delle forme a due tacche.

Analisi della fatica di cardini flessibili a fascio dritto arrotondato:

L'analisi della fatica delle cerniere flessibili a fascio dritto arrotondato ha comportato l'importazione della distribuzione dello stress ottenuta dall'analisi degli elementi finiti in un sistema di analisi della fatica. È stata selezionata la curva S-N appropriata del materiale e lo spettro di carico è stato inserito. L'analisi della fatica ha fornito approfondimenti sulla durata della fatica della posizione debole della cerniera flessibile. L'analisi ha considerato il nodo di stress massimo e ha rivelato una durata a fatica di circa 617.580 cicli. È stato classificato come un alto ciclo di fatica.

Attraverso esperimenti di simulazione di elementi finiti, questa ricerca ha analizzato con successo le prestazioni a fatica delle cerniere flessibili a fascio dritto arrotondato. I risultati hanno indicato che le cerniere flessibili composite, compresi i tipi di raggi dritti arrotondati, hanno dimostrato una migliore resistenza alla fatica rispetto alle tradizionali cerniere flessibili. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare altre cerniere flessibili curve, come l'iperbole, l'ellisse e la parabola. I risultati contribuiscono alla comprensione del comportamento a fatica nelle cerniere flessibili composite e forniscono una base teorica per il miglioramento della progettazione ingegneristica.