Икемділіктерді есептеу және жаңа бір жақты түзу эллипс гибриіне талдау1

Дерексіз:

Икемді ілмектер микроэлектромеханикалық жүйелер (мемс) саласында шешуші рөл атқарады. Бұл жұмыста бір жақты тіке-цепл-эллипс гибридті икемді топса деп аталатын икемді топсаның жаңа түрін енгізеді. Бұл топсаның икемділігі Карлдің екінші теоремасы арқылы есептеледі және нәтижелер шектеулі элементтерді талдау арқылы тексеріледі. Топсаның құрылымдық параметрлері олардың икемділігіне әсерін анықтау үшін талданады. Салыстыру сонымен қатар бір жақты және екі жақты эллипс гибридті икемді ілмектер арасында жасалады және бір жақты топсаның айналу сыйымдылығы мен ротацияның жақсы сыйымдылығы мен сезімталдықты ұсынады деген тұжырым жасалады. Жалпы, бір жақты гибридті икемді топса инженерлік-конструкторлық және жоғары жылжымалы қосымшалардың перспективті шешімін ұсынады.

Шағын электромеханикалық технологиялардың, аэроғарма және биологиялық инженерияның тез дамып келе жатқан салаларында дәстүрлі қатаң механизмдер дизайн мен пайдалану талаптарын қанағаттандыру үшін енді жеткіліксіз. Икемді механизмдер, олардың аз мөлшері, механикалық үйкеліс пен олқылықтардың болмауы және жоғары қозғалыс сезімталдығы, соның ішінде машиналар, робототехника, компьютерлер, автоматты басқару және дәл өлшеулер пайда болды. Иілгіш тетіктердің негізгі компоненті - жоғалған қозғалыс пен механикалық үйкелісті жою үшін серпімді деформацияны және өзін-өзі қалпына келтіретін қасиеттерді пайдаланатын икемді топса, олар жоғары ығысу қаулысымен қамтамасыз етіледі. Бір осьтік икемді ілмектерді доғалар, қорғасын бұрышы, эллипс, парабола және гипербола түрлері сияқты көлденең пішіндер негізінде жіктеуге болады. Олардың ішінде түзу дөңгелек және қорғасынның бұрышты ілмектері олардың қарапайым құрылымдарына байланысты кеңінен қолданылады. Алайда, кеңістік шектеулі болған жағдайда, ықшам конструкцияларға қажеттілік бір жақты икемді ілмектердің пайда болуына әкелді, бұл дәл өлшеу және орналастыруда кеңейтілген қосымшалар табылған біржақты икемді ілмектердің пайда болуына әкелді. Гибридті және бір жақты икемді ілмектердің артықшылықтарын құру, бұл құжат икемді ілмектерді жинақы конструкциялары мен үлкен орындықтармен инженерлік қосымшаларға жаңа тәсіл ұсынады.

Бір жақты түзу эллипс гибридті икемді топсаның икемділік есебі:

Тікелей түзу эллипс гибридті икемді топсасы бір жақты тіке шеңберлі топсаның жартысынан және бір жақты эллиптикалық топсаның жартысынан тұрады. Оның геометриялық параметрлеріне топсаның ені (B), ең аз қалыңдығы (т), тік шеңберлі радиус (r), топсаның ұзындығы (L), эллипстің (м), эллипстің негізгі осі, және эллипстің (N) жартылай балс Икемді топсаны талдау кішігірім деформацияланған кантильгердің пайда болуына негізделеді, оң жақ нүктесі күш пен сәтден туындаған иілу деформациясы бар. Осьтік жүктеменің әсері ескеріледі, ал бұралу және бұралу әсері назардан тыс қалады. Екінші кассетаның айтуынша, 1-тармақта топсаның деформациясы мен қолданбалы жүктеме арасындағы байланыс анықталуы мүмкін. Икемшіліктерді есептеу формуласы осы қатынастарға және топсаның көлденең қимасының координаттар негізінде алынады. Интегралдық есептеулер арқылы біржақты тіке-центр-эллипс гибридті икемді топсаның икемділігі алынуы мүмкін.

Мысал есептеу және ақырлы элементтерді тексеру:

Мысал есептеу эллипстің жартылай кіші осінің (N) әр түрлі мәндеріне арналған алынған икемділіктің есептеу формуласымен жүзеге асырылады. Нәтижелер формуланың дұрыстығын тексеру үшін ақырлы элементтерді талдаумен (FEA) нәтижелермен салыстырылады. Нәтижелер жиынтығының екі жиынтығы арасындағы қате 8% -дан аз болады, икемділікті есептеу формуласының дұрыстығын растайды.

Біржақты түзу эллипс гибридті икемді топсаға қойылатын талдау:

Топсаның икемділігіне оның материалдық және құрылымдық параметрлері әсер етеді. Икемшіліктерді есептеу формуласы серпімді модуль (E) топсаның еніне (B) кері пропорционалды екенін көрсетеді. Тікелей шеңбер радиусы (R), эллипс (м), эллипстің (N) жартылай үлкен осі, эллипс (N) жартылай кәмелетке толмаған осі, және ең аз қалыңдығы икемділігіне әсер етеді. Икемшіліктерді есептеу формуласын талдау оның параметрлері топсаның ең аз қалыңдығы (t) өзгерістеріне өте сезімтал екенін көрсетеді.

Екі жақты түзу эллипс гибридті икемді топсамен салыстыру:

Тікелей түзу сызық-эллипс гибридті икемді топсасы әдебиетте ұсынылған екі жақты түзу цирмет-эллипс гибридтерімен салыстырылады. Икемділік коэффициенті екі жақты икемділігінің арақатынасы ретінде анықталған өнімділік индексі ретінде қолданылады. Нәтижелер біржақты гибридті икемді топсаның екі жақты гибридтік топсамен салыстырғанда айналу қабілеттілігін және жүктеме сыйымдылығын ұсынады.

Иілгіш топсаның жаңа түрінің ұсынысы, біржақты гибридті икемді топса, ықшам құрылымдар мен үлкен орын ауыстыруларды қажет ететін инженерлік қосымшалар үшін жаңа мүмкіндіктер әкеледі. Икемшіліктерді есептеу формуласы Карл екінші теоремасы негізінде алынады және ақырғы элементтерді талдау арқылы тексеріледі. Топсаның құрылымдық параметрлері оның икемділігіне әсері бар, ең төменгі қалыңдығы ең маңызды әсерді арттырады. Бір жақты гибридтік икемді топса айналу қабілеті мен жүктеме сезімталдығы жағынан екі жақты гибридтік топсадан жақсы орындайды. Жалпы, біржақты гибридтік икемді топса түрлі инженерлік қосымшалардың перспективалық перспективаларын ұсынады.