Teorinio lanksčių vyrių ir lanksčių kūno mechanizmų optimizavimo teorinio pagrindo tyrimai1

Anotacija: Šis tyrimas sutelktas į tiesios pluošto suapvalintų lanksčiausių lankstumo matricų tyrimą. Analitinio skaičiavimo metodas vyrio deformacijai plokštumoje yra išvestas remiantis konsolės pluošto teorija. Nustatytas uždaro ciklo analizės modelis, skirtas lankstumo matricai, ir svarstant kampinio spindulio ir vyrio storio, pateikiama supaprastinta lankstumo matricos skaičiavimo formulė. Be to, siekiant patikrinti analitinio modelio tikslumą, yra sukurtas baigtinių vyrių elementų modelis. Santykinė paklaida tarp lankstumo matricos parametrų analitinių ir modeliavimo verčių analizuojama skirtingų vyrio struktūros parametrams. Rezultatai rodo, kad analitinis modelis yra tikslus, o santykines klaidas galima valdyti atsižvelgiant į priimtinas ribas.

Lanksčiieji vyriai yra plačiai naudojami tikslumuose dėl jų didelės judesio skiriamosios gebos pranašumų, jokios trinties ir paprasto gamybos proceso. Šie vyriai remiasi savo elastine deformacija, kad perduotų ar konvertuotų judesį, jėgą ar energiją, pašalindami tvirtų komponentų poreikį. Pagrindiniai lankstaus vyrio parametrai tiesiogiai veikia jo dinamines charakteristikas ir galų padėties nustatymo tikslumą. Ankstesni tyrimai buvo sutelkti į įvairių tipų lanksčius vyrius, tačiau buvo atlikti riboti tyrimai su tiesiu pluošto suapvalintais lanksčiaisiais vyriais. Straipsnyje siekiama užpildyti šią tyrimų spragą tiriant tokių vyrių lankstumo matricą.

1. Tiesios sijos lankstumo matrica suapvalintų lanksčių vyrių:

Tiesios sijos suapvalintas lankstus vyrias yra lakštų struktūra su užapvalintais kampais, kad būtų išvengta streso koncentracijos. Vyrio geometriniai parametrai apima aukštį, ilgį, storis ir filė spindulys. Remiantis išvestiniu analitinio skaičiavimo metodu, skirtu deformacijai plokštumoje, nustatytas uždaro ciklo analitinis modelis, skirtas vyrinių lankstumo matricoms. Skirtingų vyrių struktūros parametrų analizuojami lankstumo matricos parametrai ir apskaičiuojama santykinė paklaida tarp analitinės ir modeliavimo verčių.

2. Baigtinių elementų lankstumo matricos patikrinimas:

Norint patvirtinti analitinio modelio tikslumą, naudojant „UGNX NASTRAN“ programinę įrangą, baigtinių elementų modelis. Lyginami vyrių, apkrautų vienetine jėga/momentu, modeliavimo rezultatai lyginami su analitinėmis vertėmis. Santykinė paklaida tarp lankstumo matricos parametrų analitinių ir modeliavimo verčių analizuojama, atsižvelgiant į skirtingus vyrio ilgio ir storio (L/T) ir kampinio spindulio ir storio santykį (R/T).

2.1 L/T poveikis lankstumo matricos parametrams:

Nustatyta, kad santykinė paklaida tarp lankstumo matricos parametrų analitinių ir modeliavimo verčių yra 5,5%, kai santykis L/T yra didesnis arba lygus 4. Mažiau nei 4 santykiai santykinė paklaida žymiai padidėja dėl lieknos pluošto prielaidos apribojimų. Todėl uždarojo ciklo analizės modelis yra tinkamas vyriams, kurių L/T santykis yra didesnis.

2.2 R/T poveikis lankstumo matricos parametrams:

Santykinė paklaida tarp lankstumo matricos parametrų analitinių ir modeliavimo verčių padidėja didėjant santykiui r/t. Santykiniams santykiams santykinė paklaida gali būti kontroliuojama 9%. Santykiniams santykiams santykinė paklaida gali būti kontroliuojama 6,5%.

2.3 R/T poveikis supaprastintoms lankstumo matricos parametrams:

Atsižvelgiant į santykį r/t, pateikiamos supaprastintos analizės formulės, skirtos lankstumo matricos parametrams. Santykinė klaida tarp supaprastintų analitinių verčių ir modeliavimo verčių padidėja didėjant santykiui r/t. Esant santykiui nuo 0,3 iki 0,2, santykinė paklaida gali būti kontroliuojama atitinkamai 9% ir 7%.

Sukurtas uždarojo ciklo analizės modelis, skirtas tiesiojo pluošto suapvalintoms lanksčiam laikiniam laikiniam vyriškikliui, yra teorinis pagrindas kurti ir optimizuoti lanksčių vyrių ir mechanizmų projektavimą ir optimizavimą. Modelio tikslumas patvirtinamas naudojant baigtinių elementų modeliavimą, o santykinės klaidos yra priimtinos skirtingų vyrio struktūros parametrų ribos. Šis tyrimas prisideda prie tiesiojo pluošto suapvalintų lanksčių vyrių supratimo ir pritaikymo įvairiuose tikslumo prietaisuose.