새로운 단면 직선 직사각형 하이브리의 유연성 계산 및 성능 분석
추상적인:
유연한 힌지는 마이크로 전자 역학 시스템 (MEM) 분야에서 상당한 인기를 얻었습니다. 이 논문은 새로운 유형의 유연한 힌지, 즉 단면 직선형 하이브리드 유연성 힌지를 소개합니다. Karl의 두 번째 정리를 활용하는 것은 원형 및 타원형 하이브리드 유연성 힌지의 유연성을위한 계산 공식이 제안됩니다. 파생 된 공식은 유한 요소 분석 및 비교 분석을 통해 검증됩니다. 일방적 인 하이브리드 유연성 힌지의 각 구조적 파라미터가 유연성에 미치는 영향을 분석합니다. 또한, 일방적 인 설계의 우수한 회전 용량 및 하중 감도를 보여주기 위해 양면 직선 타원 하이브리드 유연성 힌지와 비교됩니다. 일방적 인 하이브리드 유연성 힌지의 제안은 소형 구조와 큰 변위가 필요한 엔지니어링 애플리케이션을위한 새로운 길을 제시합니다.
미세 전자 기계 기술, 항공 우주 공학 및 생물 공학의 출현은 설계 및 사용 요구 사항을 충족하는 데있어 전통적인 단단한 메커니즘의 한계를 강조했습니다. 유연한 메커니즘은 작은 크기, 기계적 마찰 부재, 갭 없음 및 높은 모션 감도와 같은 수많은 이점을 제공합니다. 이로 인해 기계, 로봇 공학, 컴퓨터, 자동 제어 및 정밀 측정을 포함한 다양한 분야에서 광범위한 사용이 이루어졌습니다. 유연한 메커니즘의 핵심 구성 요소는 유연한 힌지이며, 이는 탄성 변형 및 자체 복구 특성을 통한 운동 손실 및 기계적 마찰을 제거하여 더 높은 변위 해상도를 허용합니다. 단일 축 유연한 경첩은 아크, 리드 각도, 타원, 포물선 및 쌍곡선과 같은 다양한 모양으로 분류됩니다. 그중에는 간단한 구조로 인해 직선 및 리드 각도 유형이 널리 사용됩니다. 그러나 공간이 제한되는 특정 응용 분야에서 단면 유연한 힌지가 선호되는 선택으로 등장하여 정밀 측정 및 위치에서 유용성을 찾습니다.
행동 양식:
앞서 언급 한 연구를 바탕 으로이 연구는 하이브리드와 일방적 인 유연한 힌지의 장점을 결합한 일방적 인 하이브리드 유연성 힌지라고 불리는 새로운 유형의 유연한 힌지를 제안합니다. 이 힌지의 유연성 계산 공식은 Karl의 두 번째 정리를 기반으로 도출되며 성능은 유한 요소 분석을 통해 확인됩니다. 이 연구는 또한 힌지의 유연성에 대한 다양한 구조적 매개 변수의 영향을 조사합니다.
결과와 토론:
일방적 인 직선형 하이브리드 유연성 힌지에 대한 유연성 계산 공식은 유연성이 재료 및 구조적 매개 변수 모두에 의존한다는 것을 나타냅니다. 파생식은 유연성 매개 변수가 힌지의 너비에 반비례하는 반면, 직선 반경, 타원 반대축, 반 미너 축 및 최소 두께도 유연성에 영향을 미친다는 것을 보여줍니다. 분석을 통해 타원의 반 분기 축이 증가함에 따라 유연성이 감소하고 최소 두께가 감소함에 따라 증가하며 두께가 다양한 두께로 비선형적으로 변화하는 것으로 관찰됩니다. 유연성에 대한 최소 두께의 영향은 다른 매개 변수에 비해 더 중요한 것으로 밝혀졌습니다.
일방적 인 직선형 하이브리드 유연성 힌지와 이전 문헌에서 제안 된 양면 직선 타르 하이브리드 유연성 힌지 사이에 비교가 이루어집니다. 유연성은 유연한 힌지의 가장 중요한 특성으로 식별되며, 두 힌지 설계를 비교하기 위해 Cday로 표시되는 상대적 유연성 비율이 도입됩니다. 분석은 일방적 인 하이브리드 유연성 힌지가 양측 설계에 비해 더 큰 회전 용량과 하중 감도를 나타낸다는 것을 보여준다. 일방적 인 하이브리드 유연성 힌지의 유연성은 양측 설계보다 약 1.37 배 높습니다.
이 연구는 소형 구조와 큰 변위를 제공하는 혁신적인 유연한 힌지 설계 인 일방적 인 하이브리드 유연성 힌지에 대한 포괄적 인 분석을 제시합니다. 파생 유연성 계산 공식은 유한 요소 분석을 통해 검증되어 8%이내에 오차를 보여줍니다. 유연성에 대한 구조 매개 변수의 영향은 가장 영향력있는 매개 변수로 식별 된 힌지의 최소 두께로 분석됩니다. 또한, 양측 하이브리드 유연성 힌지와 비교하면 회전 용량 및 하중 감도 측면에서 일방적 인 설계의 우수한 성능을 강조합니다. 제안 된 일방적 인 하이브리드 유연성 힌지는 다양한 산업에서 유연한 힌지의 엔지니어링 응용 프로그램을위한 새로운 가능성을 열어줍니다.
숨겨진 힌지는 매끄럽게 달성하려는 사람들에게 훌륭한 선택입니다.
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