曲げ、引張および圧縮剛性分析と4つの複合柔軟なヒンジの適用1
概要：材料の仕組みと計算の関連知識に基づいて、4つの複合柔軟なヒンジの曲げ剛性、張力、圧縮剛性の計算式が導き出されます。 丸いストレートビームの柔軟なヒンジを例にとると、導出された剛性計算式が有限要素法を使用して検証されます。 4つの複合柔軟なヒンジの剛性特性を比較して分析します。 結果は、楕円形のストレートビーム複合ヒンジが最小の曲げと引張剛性を持っていることを示しています。 柔軟なT字型のジョイント構造では、楕円形のストレートビーム複合ヒンジで構成される柔軟なT字型のジョイントは、最も強い変形補償能力を持っています。
柔軟なヒンジは、小さな角度変位と高精度の回転を必要とするアプリケーションで広く使用されており、空の旅と機械的摩擦を排除します。 構造タイプに基づいて、柔軟なヒンジを異なるタイプに分類できます。 剛性は、柔軟なヒンジの重要なパフォーマンス指標であり、外部負荷と柔軟性に抵抗する能力を反映しています。 この研究の目的は、4つの複合柔軟なヒンジの剛性計算式を導き出し、それらの剛性特性を比較することです。
1. 剛性計算式の確立：
1.1丸いストレートビームと楕円形の直線ビーム複合ヒンジの曲げ剛性の計算式は、材料の力学と計算に基づいて導出されます。
1.2放物線および双曲線直線ビーム複合ヒンジの剛性計算式は、カールの第2定理を使用して導出されます。
2. 剛性計算式の検証：
丸いストレートビームフレキシブルヒンジの派生剛性計算式は、有限要素法を使用して検証されます。 計算された曲げおよび引張/圧縮剛性値を分析ソリューションと比較して、式の精度を決定します。
3. 4つの複合材の柔軟なヒンジの剛性の分析：
4つの複合柔軟なヒンジの剛性特性を比較して分析します。 派生した剛性計算式に基づいて、各ヒンジの曲げおよび引張剛性値が計算され、比較されます。
4. アプリケーションの例：
4つの複合柔軟なヒンジは、柔軟なT字型のジョイント構造に適用されます。 各柔軟なT字型ジョイントの剛性特性は、有限要素法を使用して分析されます。 結果は、楕円形のストレートビーム複合ヒンジで構成される柔軟なT字型のジョイントが最も強い変形補償能力を持っていることを示しています。
4つの複合柔軟なヒンジの派生剛性計算式は、正確であることが確認されています。 4つのヒンジの剛性特性を比較および分析し、楕円形のストレートビーム複合ヒンジで構成される柔軟なT字型のジョイントは、最高のモーション容量と負荷感度を持つことがわかります。 この研究は、さまざまな分野での複合柔軟なヒンジの設計と適用に関する貴重な洞察を提供します。
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