किनेमॅटिक मॉडेल आणि शून्य कडकपणा क्रॉस रीडचे परफॉरमन्स रिसर्च

लवचिक यंत्रणा यांत्रिकीच्या क्षेत्रातील एक महत्त्वाची संकल्पना आहे, कारण ती गती, शक्ती किंवा उर्जा प्रसारित करण्यासाठी सामग्रीच्या लवचिक विकृतीचा वापर करते. शून्य घर्षण, अखंड ऑपरेशन, सुलभ देखभाल, उच्च रिझोल्यूशन आणि इंटिग्रेटेड प्रोसेसिंग क्षमता यासारख्या असंख्य फायद्यांमुळे या यंत्रणेने विविध उद्योगांमध्ये लोकप्रियता प्राप्त केली आहे.

तथापि, लवचिक यंत्रणेच्या काही मर्यादांमुळे पारंपारिक कठोर यंत्रणा अजूनही बाजारावर वर्चस्व गाजवते. यापैकी एक मर्यादा म्हणजे सकारात्मक कडकपणा जो यंत्रणेच्या क्रियेदरम्यान कार्यशील दिशेने होतो. या सकारात्मक ताठरतेसाठी ड्रायव्हरवर मोठ्या ड्रायव्हिंग फोर्स आणि कठोर आवश्यकता आवश्यक आहेत, जे शेवटी उर्जा हस्तांतरण कार्यक्षमता कमी करते. या कमतरतेमुळे लवचिक यंत्रणेच्या विस्तृत अनुप्रयोगात अडथळा निर्माण झाला आहे.

सकारात्मक कडकपणाच्या प्रतिकूल परिणामांवर मात करण्यासाठी, अनेक विद्वानांनी लवचिक यंत्रणेत शून्य कडकपणाची संकल्पना ओळखली आहे. सकारात्मक कडकपणाची ऑफसेट करण्यासाठी चतुराईने नकारात्मक कडकपणा वापरुन, शून्य कडकपणा असलेली एक यंत्रणा साध्य केली जाऊ शकते. अशी प्रणाली, ज्याला लवचिक स्थिर संतुलन यंत्रणा म्हणून देखील ओळखले जाते, गतीच्या श्रेणीच्या कोणत्याही वेळी स्थिर समतोल स्थिती प्राप्त करू शकते. या प्रकारची यंत्रणा उत्कृष्ट फोर्स ट्रान्समिशन कामगिरी, लहान ड्रायव्हिंग फोर्ससह ऑपरेट करण्याची क्षमता आणि उच्च उर्जा प्रसारण कार्यक्षमतेसह अनेक फायदे प्रदान करते. परिणामी, लवचिक स्थिर शिल्लक यंत्रणेच्या क्षेत्रातील संशोधनाचे लक्ष मुख्यतः लवचिक मायक्रो-क्लॅम्प्सवर आहे.

लवचिक यंत्रणेच्या विविध घटकांपैकी, लवचिक बिजागर त्यांच्या अपवादात्मक वैशिष्ट्यांमुळे लक्षणीय लक्ष वेधले गेले आहे. सामान्यीकृत क्रॉस-रीड लवचिक बिजागरांचा सापेक्ष प्रवास तुलनेने लहान आहे, ज्यामुळे त्यांना विस्तृत अनुप्रयोगांसाठी अत्यंत मौल्यवान बनले आहे. परिणामी, या डिझाइनवर आधारित शून्य-कडकपणा लवचिक बिजागर जटिल लवचिक स्थिर शिल्लक यंत्रणा तयार करण्यासाठी पसंतीची निवड बनली आहे, ज्यामुळे त्याचे संशोधन अत्यंत महत्त्वपूर्ण बनले आहे.

लवचिक बिजागरांमध्ये शून्य कडकपणा वैशिष्ट्ये साध्य करण्यासाठी, फिरत्या नकारात्मक कडकपणासह टॉर्शनल सकारात्मक कडकपणा ऑफसेट करणे आवश्यक आहे. या संदर्भात, एक रोटेशनल नकारात्मक कडकपणा मॉडेल विकसित केले गेले आहे. मॉडेलमध्ये दोन ओव्हरलॅपिंग रीड्स बनलेल्या लीफ स्प्रिंगचा वापर करणे समाविष्ट आहे, एक निश्चित आणि दुसरे विनामूल्य. जेव्हा आरईडीच्या लांबीच्या तुलनेत सुरुवातीच्या टोकाचे विकृती तुलनेने लहान असते, तेव्हा वसंत .तु चांगले रेषात्मकता दर्शवितो आणि शून्य-लांबीच्या वसंत as तु म्हणून विश्लेषण केले जाऊ शकते.

रोटेशनल नकारात्मक कडकपणाच्या मॉडेलचे विश्लेषण सिस्टमच्या विशिष्ट बिंदूवर दोन स्प्रिंग्जद्वारे वापरलेल्या टॉर्कचा विचार करते. त्रिकोणी साइन कायद्याच्या आधारे, टॉर्क गणिताने व्यक्त केले जाऊ शकते. या टॉर्क्स एकत्र करून, बिंदूवर वापरलेले एकूण टॉर्क निश्चित केले जाऊ शकते. हे विश्लेषण असे दर्शविते की जेव्हा रोटेशनचा कोन 90 अंशांपेक्षा कमी असतो, तेव्हा स्प्रिंग्ज रोटेशन एंगलच्या त्याच दिशेने टॉर्क लावतात, ज्यामुळे फिरणारे नकारात्मक कडकपणा निर्माण होतो.

अचूक शून्य-कडकपणा लवचिक बिजागर मॉडेल स्थापित करण्यासाठी, सामान्यीकृत क्रॉस-रीड लवचिक बिजागरांच्या यांत्रिक गुणधर्मांचे विश्लेषण करणे महत्त्वपूर्ण आहे. हे विश्लेषण बिजागरच्या टॉर्शनल कडकपणावर रेडियल फोर्सचा प्रभाव आणि शुद्ध टॉर्शनल लोड यासारख्या विविध घटकांचा विचार करते. या घटकांना समजून घेऊन, बिजागरांच्या आयामविरहित टॉर्शनल कडकपणाची गणना केली जाऊ शकते. शून्य-कडकपणा लवचिक बिजागरचे वैचारिक मॉडेल नंतर फिरणारी नकारात्मक कडकपणा मॉडेलमध्ये फिरणारी जोडी आणि शिल्लक स्प्रिंग्ज बदलून मिळू शकते. हे वैचारिक मॉडेल सममितीय आहे, जे फिरत्या व्यासपीठाच्या घड्याळाच्या दिशेने फिरण्याच्या विश्लेषणास अनुमती देते.

सैद्धांतिक मॉडेलची अचूकता सत्यापित करण्यासाठी, एएनएसवायएस सॉफ्टवेअरचा वापर करून मर्यादित घटक विश्लेषण केले जाते. विश्लेषणामध्ये शून्य-कडकपणा लवचिक बिजागरांच्या क्षण-रोटेशन कोन वैशिष्ट्यांचे अनुकरण करणे आणि त्यांचे विश्लेषण करणे समाविष्ट आहे. त्यानंतर परिणामांची तुलना सैद्धांतिक गणनांशी केली जाते. सिम्युलेशन वेगवेगळ्या पॅरामीटर्ससह बिजागरांवर केले जाते आणि बिजागर स्प्रिंगची कडकपणा हळूहळू समायोजित केली जाते जोपर्यंत बिजागरची कडकपणा शून्यावर कमी होत नाही. सिम्युलेशन परिणाम आणि सैद्धांतिक गणनांची तुलना करून, याची पुष्टी केली गेली आहे की सैद्धांतिक मॉडेल शून्य-कडकपणाच्या लवचिक बिजागरीच्या वर्तनाचे अचूक प्रतिनिधित्व करते.

शिवाय, शून्य-कडकपणा लवचिक बिजागरातील शिल्लक झरे म्हणून लीफ स्प्रिंग्ज वापरण्याची व्यवहार्यता शोधली जाते. या हेतूसाठी एक मर्यादित घटक मॉडेल स्थापित केले गेले आहे आणि सिम्युलेशन परिणामांची तुलना कॉम्बाइन 14 घटकांचा वापर करून प्राप्त केलेल्या लोकांशी केली जाते. परिणाम पुन्हा एकदा सैद्धांतिक मॉडेलची अचूकता आणि विश्वासार्हता सत्यापित करतात.

निष्कर्षानुसार, लवचिक बिजागरांमध्ये सकारात्मक कडकपणा ऑफसेट करण्यासाठी रोटेशनल नकारात्मक कडकपणाचा वापर शून्य-कडकपणा लवचिक बिजागर प्रणाली तयार करण्यास अनुमती देतो. या प्रणाली कमी ड्रायव्हिंग टॉर्क, सुधारित शक्ती ट्रान्समिशन कार्यक्षमता आणि उर्जा वापराची कार्यक्षमता वाढविण्यासह असंख्य फायदे ऑफर करतात. डबल बॅलन्स स्प्रिंग्ज आणि सिंगल बॅलन्स स्प्रिंग्ज या दोन भिन्न शिल्लक पद्धतींचे विश्लेषण केले जाते आणि त्यांच्या स्थिर समतोल अटी निश्चित केल्या जातात. त्यानंतर सैद्धांतिक परिणाम मर्यादित घटक विश्लेषणाद्वारे सत्यापित केले जातात. अभ्यासानुसार याची पुष्टी केली गेली आहे की डबल बॅलन्स स्प्रिंग पद्धत अशा परिस्थितीसाठी योग्य आहे जिथे रेडियल फोर्स बिजागरच्या कडकपणावर परिणाम करीत नाही, तर सिंगल बॅलन्स स्प्रिंग मॉडेलमध्ये अनुप्रयोगांची विस्तृत श्रेणी आहे. तथापि, नंतरचे मॉडेलचे अक्षीय जागा कॉम्पॅक्टनेस काही प्रमाणात तडजोड केली आहे, ज्यास स्ट्रक्चरल डिझाइन दरम्यान सर्वसमावेशक विचार करणे आवश्यक आहे. एकंदरीत, शून्य-कडकपणा लवचिक बिजागर आणि त्यांच्या अनुप्रयोगांवरील संशोधनात लवचिक यंत्रणेच्या क्षेत्रात प्रगती करण्यात महत्त्वपूर्ण महत्त्व आहे.