კვლევა მოქნილი რგოლებისა და სხეულის მოქნილი მექანიზმების დიზაინის ოპტიმიზაციის თეორიული საფუძველზე1

რეზიუმე: ეს კვლევა ფოკუსირებულია სწორი სხივის მომრგვალებული მოქნილ მოქნილობის მოქნილობის მატრიქსის შესწავლაზე. ანალიტიკური გაანგარიშების მეთოდი ხრახნიანი თვითმფრინავის დეფორმაციისთვის გამომდინარეობს კანტილის სხივის თეორიის საფუძველზე. დადგენილია მოქნილობის მატრიქსის დახურული მარყუჟის ანალიტიკური მოდელი, ხოლო მოქნილობის მატრიქსის გამარტივებული გაანგარიშების ფორმულა მოცემულია კუთხის რადიუსის და რქის სისქის გათვალისწინებისას. გარდა ამისა, ანალიტიკური მოდელის სიზუსტის შესამოწმებლად შემუშავებულია რქის სასრული ელემენტის მოდელი. მოქნილობის მატრიქსის პარამეტრების ანალიტიკურ და სიმულაციურ მნიშვნელობებს შორის ფარდობითი შეცდომა ანალიზდება სხვადასხვა რქის სტრუქტურის პარამეტრებისთვის. შედეგები ცხადყოფს, რომ ანალიტიკური მოდელი ზუსტია, ხოლო ფარდობითი შეცდომების კონტროლი შესაძლებელია მისაღები ლიმიტების ფარგლებში.

მოქნილი რგოლები ფართოდ გამოიყენება ზუსტი მოწყობილობებში, მაღალი მოძრაობის რეზოლუციის, ხახუნის და მარტივი წარმოების პროცესის უპირატესობის გამო. ეს რგოლები ეყრდნობიან საკუთარ ელასტიური დეფორმაციას, რომ გადაიტანონ ან გადაიტანონ მოძრაობა, ძალა ან ენერგია, აღმოფხვრას ხისტი კომპონენტების საჭიროება. მოქნილი რქის ძირითადი პარამეტრები პირდაპირ გავლენას ახდენს მის დინამიურ მახასიათებლებზე და პოზიციონირების სიზუსტეზე. წინა კვლევებმა ყურადღება გაამახვილა სხვადასხვა ტიპის მოქნილი რგოლების შესახებ, მაგრამ შეზღუდული გამოკვლევები ჩატარდა სწორი სხივის მომრგვალებული მოქნილი რგოლების შესახებ. ეს ნაშრომი მიზნად ისახავს ამ კვლევის უფსკრული შეავსოთ ამგვარი საკვების მოქნილობის მატრიქსის შესწავლით.

1. სწორი სხივის მომრგვალებული მოქნილი რგოლების მოქნილობის მატრიცა:

სწორი სხივის მომრგვალებული მოქნილი რქა არის ფურცლის სტრუქტურა მომრგვალებული კუთხეებით, რათა თავიდან აიცილოთ სტრესის კონცენტრაცია. რქის გეომეტრიული პარამეტრები მოიცავს სიმაღლეს, სიგრძეს, სისქეს და ფილე რადიუსს. დახურული მარყუჟის ანალიტიკური მოდელი ჰინგის მოქნილობის მატრიქსისთვის დადგენილია თვითმფრინავის დეფორმაციის ანალიტიკური გაანგარიშების მეთოდის საფუძველზე. მოქნილობის მატრიქსის პარამეტრების ანალიზით ხდება სხვადასხვა რქის სტრუქტურის პარამეტრებისთვის, ხოლო გამოითვლება ანალიტიკური და სიმულაციური მნიშვნელობებს შორის ფარდობითი შეცდომა.

2. მოქნილობის მატრიცის სასრული ელემენტის გადამოწმება:

ანალიტიკური მოდელის სიზუსტის დასადასტურებლად, რქის საბოლოო ელემენტის მოდელი იქმნება UGNX Nastran პროგრამის გამოყენებით. ერთეულის ძალით/მომენტით დატვირთული საყრდენის სიმულაციური შედეგები შედარებულია ანალიტიკურ მნიშვნელობებთან. მოქნილობის მატრიქსის პარამეტრების ანალიტიკურ და სიმულაციურ მნიშვნელობებს შორის ფარდობითი შეცდომა ანალიზდება ჰინგის სიგრძის სისქემდე (ლ/ტ) და კუთხის რადიუსამდე სისქემდე (R/T).

2.1 L/T– ის ეფექტი მოქნილობის მატრიქსის პარამეტრებზე:

მოქნილობის მატრიქსის პარამეტრების ანალიტიკურ და სიმულაციურ მნიშვნელობებს შორის ფარდობითი შეცდომა აღმოჩენილია 5.5% -ში, როდესაც თანაფარდობა L/T უფრო მეტია, ვიდრე 4. 4 -ზე ნაკლები კოეფიციენტებისთვის, ფარდობითი შეცდომა მნიშვნელოვნად იზრდება სუსტი სხივის ვარაუდის შეზღუდვების გამო. ამრიგად, დახურული მარყუჟის ანალიტიკური მოდელი შესაფერისია უფრო დიდი L/T კოეფიციენტებით.

2.2 R/T– ის ეფექტი მოქნილობის მატრიქსის პარამეტრებზე:

მოქნილობის მატრიქსის პარამეტრების ანალიტიკურ და სიმულაციურ მნიშვნელობებს შორის ფარდობითი შეცდომა იზრდება R/T თანაფარდობის ზრდით. თანაფარდობებისთვის 0,1 და 0.5 შორის, ფარდობითი შეცდომა შეიძლება კონტროლდეს 9%-ში. კოეფიციენტებისთვის 0.2 და 0.3 შორის, ფარდობითი შეცდომა შეიძლება კონტროლირდეს 6.5%-ში.

2.3 R/T– ის ეფექტი გამარტივებული მოქნილობის მატრიქსის პარამეტრებზე:

გამარტივებული ანალიტიკური ფორმულები მოქნილობის მატრიქსის პარამეტრებისთვის გათვალისწინებულია R/T თანაფარდობის გათვალისწინებით. გამარტივებულ ანალიტიკურ მნიშვნელობებსა და სიმულაციურ მნიშვნელობებს შორის ფარდობითი შეცდომა იზრდება R/T თანაფარდობის მატებით. 0.3 და 0.2 შორის კოეფიციენტებისთვის, ფარდობითი შეცდომა შეიძლება კონტროლდეს, შესაბამისად, 9% და 7%.

მოქნილობის მატრიცის შემუშავებული დახურული მარყუჟის ანალიტიკური მოდელი სწორი სხივის მომრგვალებული მოქნილ ჰინგებისთვის უზრუნველყოფს თეორიულ საფუძველს მოქნილი რგოლებისა და მექანიზმების დიზაინისა და ოპტიმიზაციისთვის. მოდელის სიზუსტე დამოწმებულია სასრული ელემენტის სიმულაციებით, ხოლო ფარდობითი შეცდომები მისაღები საზღვრებშია სხვადასხვა რქის სტრუქტურის პარამეტრებისთვის. ეს კვლევა ხელს უწყობს სხვადასხვა სხივის მომრგვალებული მოქნილი რგოლის გაგებას და გამოყენებას სხვადასხვა ზუსტი მოწყობილობებში.