მოქნილობის გაანგარიშება და შესრულების ანალიზი ახალი ცალმხრივი პირდაპირი წრე-ელიფსის Hybri

200:

მოქნილმა რგოლებმა მნიშვნელოვანი პოპულარობა მოიპოვა მიკრო-ელექტრომექანიკური სისტემების (MEMS) სფეროში. ეს ნაშრომი წარმოგიდგენთ მოქნილი რქის რომანის ტიპს, კერძოდ, ცალმხრივი წრე-ელიფსის ჰიბრიდული მოქნილი რქის. შემოთავაზებულია კარლის მეორე თეორემის, გამოთვლითი ფორმულა წრიული და ელიფსური ჰიბრიდული მოქნილი საკვების მოქნილობისთვის. მიღებული ფორმულა დამოწმებულია სასრული ელემენტების ანალიზისა და შედარებითი ანალიზით. გაანალიზებულია ცალმხრივი ჰიბრიდული მოქნილი რქის თითოეული სტრუქტურული პარამეტრის გავლენა მის მოქნილობაზე. გარდა ამისა, შედარება დამზადებულია ორმაგი ცალმხრივი წრე-ელიფსის ჰიბრიდული მოქნილი რქით, რათა წარმოაჩინოს ცალმხრივი დიზაინის უმაღლესი ბრუნვის სიმძლავრე და დატვირთვის მგრძნობელობა. ცალმხრივი ჰიბრიდული მოქნილი რქების შემოთავაზება წარმოადგენს ახალ გამზირს საინჟინრო პროგრამებისთვის, რომლებიც მოითხოვს კომპაქტურ სტრუქტურებსა და დიდ გადაადგილებებს.

მიკრო-ელექტრომექანიკური ტექნოლოგიის, საჰაერო კოსმოსური ინჟინერიისა და ბიოლოგიური ინჟინერიის მოსვლამ ხაზი გაუსვა ტრადიციული ხისტი მექანიზმების შეზღუდვებს დიზაინისა და გამოყენების მოთხოვნების შესახებ. მოქნილი მექანიზმები გვთავაზობს მრავალ უპირატესობას, როგორიცაა მცირე ზომა, მექანიკური ხახუნის არარსებობა, ხარვეზები და მაღალი მოძრაობის მგრძნობელობა. ამან გამოიწვია მათი ფართო გამოყენება სხვადასხვა დისციპლინებში, მათ შორის მანქანებში, რობოტიკაში, კომპიუტერებში, ავტომატურ კონტროლსა და ზუსტი გაზომვაში. მოქნილი მექანიზმების ძირითადი კომპონენტია მოქნილი რგოლი, რომელიც გამორიცხავს დაკარგულ მოძრაობას და მექანიკურ ხახუნს ელასტიური დეფორმაციისა და თვითშეფასების თვისებების საშუალებით, რაც საშუალებას იძლევა უფრო მაღალი გადაადგილების რეზოლუციები. ერთსაფეხურიანი მოქნილი რგოლები კლასიფიცირდება სხვადასხვა ფორმებში, მაგალითად, რკალი, ტყვიის კუთხე, ელიფსი, პარაბოლა და ჰიპერბოლა. მათ შორის, სწორი და ტყვიის კუთხის ტიპები ფართოდ არის გამოყენებული მათი მარტივი სტრუქტურების გამო. ამასთან, გარკვეულ პროგრამებში, სადაც სივრცე შეზღუდულია, ცალმხრივი მოქნილი რგოლები წარმოიშვა, როგორც სასურველი არჩევანი, იპოვნეს კომუნალური ზუსტი გაზომვა და პოზიციონირება.

მეთოდები:

ზემოხსენებული კვლევების საფუძველზე, ეს კვლევა გვთავაზობს მოქნილი რქის ახალ ტიპს, რომელსაც ეწოდება ცალმხრივი ჰიბრიდული მოქნილი საყრდენი, რომელიც აერთიანებს ჰიბრიდული და ცალმხრივი მოქნილი რქების უპირატესობებს. ამ ჰინგის მოქნილობის გაანგარიშების ფორმულა გამომდინარეობს კარლის მეორე თეორემის საფუძველზე, ხოლო მისი შესრულება დადასტურებულია სასრული ელემენტების ანალიზით. კვლევაში ასევე განხილულია სხვადასხვა სტრუქტურული პარამეტრების გავლენა საყრდენის მოქნილობაზე.

შედეგები და დისკუსია:

მოქნილობის გაანგარიშების ფორმულა ცალმხრივი პირდაპირი წრე-ელიფის ჰიბრიდული მოქნილი რქისათვის მიუთითებს, რომ მოქნილობა დამოკიდებულია როგორც მატერიალურ, ისე სტრუქტურულ პარამეტრებზე. მიღებული ფორმულა ცხადყოფს, რომ მოქნილობის პარამეტრები საპირისპიროდ პროპორციულია რქის სიგანეზე, ხოლო პარამეტრები, როგორიცაა სწორი წრის რადიუსი, ელიფსის ნახევრად მაჟორიანი ღერძი, ნახევრად უმცირესი ღერძი და მინიმალური სისქე ასევე გავლენას ახდენს მოქნილობაზე. ანალიზის საშუალებით აღინიშნება, რომ მოქნილობა მცირდება ელიფსის ნახევრად უმცირესი ღერძის მატებით, იზრდება მინიმალური სისქის დაქვეითებით და იცვლება არაწრფივი სხვადასხვა სისქით. მინიმალური სისქის გავლენა მოქნილობაზე, უფრო მნიშვნელოვანია სხვა პარამეტრებთან შედარებით.

შედარება შედგენილია ცალმხრივი სწორი წრე-ელიფსის ჰიბრიდული მოქნილი რქის და ორმაგი ცალმხრივი წრე-ელიფსის ჰიბრიდული მოქნილი რქის შორის, რომელიც შემოთავაზებულია წინა ლიტერატურაში. მოქნილობა იდენტიფიცირდება, როგორც მოქნილი რგოლების ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი, ხოლო შედარებით მოქნილობის თანაფარდობა, რომელიც აღინიშნება როგორც CDAY, შემოღებულია ორი რქის დიზაინის შედარების მიზნით. ანალიზი ცხადყოფს, რომ ცალმხრივი ჰიბრიდული მოქნილი რგოლი უფრო მეტ ბრუნვის სიმძლავრესა და დატვირთვის მგრძნობელობას ავლენს ორმხრივ დიზაინთან შედარებით. ცალმხრივი ჰიბრიდული მოქნილი რქის მოქნილობა დაახლოებით 1.37 -ჯერ მეტია, ვიდრე ორმხრივი დიზაინის.

ეს კვლევა წარმოადგენს ცალმხრივი ჰიბრიდული მოქნილი რქის, ინოვაციური მოქნილი ჰინგის დიზაინის ყოვლისმომცველ ანალიზს, რომელიც გთავაზობთ კომპაქტურ სტრუქტურებსა და დიდ გადაადგილებებს. მიღებული მოქნილობის გაანგარიშების ფორმულა დამოწმებულია საბოლოო ელემენტის ანალიზით, რაც აჩვენებს შეცდომას 8%-ში. გაანალიზებულია სტრუქტურული პარამეტრების გავლენა მოქნილობაზე, რქის მინიმალური სისქე, რომელიც ყველაზე გავლენიან პარამეტრად არის გამოვლენილი. გარდა ამისა, შედარება ორმხრივ ჰიბრიდულ მოქნილ ჰინგთან ხაზს უსვამს ცალმხრივი დიზაინის უმაღლეს შესრულებას ბრუნვის სიმძლავრისა და დატვირთვის მგრძნობელობის თვალსაზრისით. შემოთავაზებული ცალმხრივი ჰიბრიდული მოქნილი რგოლი ხსნის ახალ შესაძლებლობებს სხვადასხვა ინდუსტრიებში მოქნილი რგოლების საინჟინრო გამოყენებისთვის.