लवचिक बिजागर आणि लवचिक शरीर यंत्रणेच्या डिझाइन ऑप्टिमायझेशनच्या सैद्धांतिक आधारावर संशोधन1

सारांश: हे संशोधन सरळ बीम गोल फ्लेक्सर बिजागरांच्या लवचिकता मॅट्रिक्सचा अभ्यास करण्यावर केंद्रित आहे. बिजागरीच्या विमानातील विकृतीसाठी विश्लेषणात्मक गणना पद्धत कॅन्टिलिव्ह बीम सिद्धांतावर आधारित आहे. लवचिकता मॅट्रिक्ससाठी क्लोज-लूप विश्लेषणात्मक मॉडेल स्थापित केले गेले आहे आणि कोपरा त्रिज्या आणि बिजागर जाडीचा विचार करताना लवचिकता मॅट्रिक्ससाठी एक सरलीकृत गणना फॉर्म्युला प्रदान केली जाते. याव्यतिरिक्त, विश्लेषणात्मक मॉडेलची अचूकता सत्यापित करण्यासाठी बिजागरचे एक मर्यादित घटक मॉडेल विकसित केले गेले आहे. लवचिकता मॅट्रिक्स पॅरामीटर्सच्या विश्लेषणात्मक आणि सिम्युलेशन मूल्यांमधील सापेक्ष त्रुटी वेगवेगळ्या बिजागर रचना पॅरामीटर्ससाठी विश्लेषण केले जाते. परिणाम दर्शविते की विश्लेषणात्मक मॉडेल अचूक आहे आणि संबंधित त्रुटी स्वीकार्य मर्यादेत नियंत्रित केल्या जाऊ शकतात.

उच्च गती रेझोल्यूशनच्या फायद्यांमुळे, कोणतेही घर्षण आणि साध्या उत्पादन प्रक्रियेमुळे लवचिक बिजागर अचूक उपकरणांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात. हे बिजागर कठोर घटकांची आवश्यकता दूर करण्यासाठी गती, शक्ती किंवा उर्जा प्रसारित करण्यासाठी किंवा रूपांतरित करण्यासाठी त्यांच्या स्वत: च्या लवचिक विकृतीवर अवलंबून असतात. लवचिक बिजागरीचे मुख्य मापदंड थेट त्याच्या गतिशील वैशिष्ट्यांवर आणि शेवटच्या स्थितीत अचूकतेवर परिणाम करतात. मागील संशोधनात वेगवेगळ्या प्रकारच्या लवचिक बिजागरांवर लक्ष केंद्रित केले गेले आहे, परंतु सरळ बीम गोल फ्लेक्सर बिजागरांवर मर्यादित अभ्यास केले गेले आहेत. या पेपरचे उद्दीष्ट अशा बिजागरांच्या लवचिकता मॅट्रिक्सचा अभ्यास करून हे संशोधन अंतर भरण्याचे आहे.

1. सरळ बीम गोल लवचिक बिजागरची लवचिकता मॅट्रिक्स:

तणाव एकाग्रता टाळण्यासाठी सरळ बीम गोलाकार लवचिक बिजागर एक शीट रचना आहे. बिजागरच्या भूमितीय पॅरामीटर्समध्ये उंची, लांबी, जाडी आणि फिलेट त्रिज्या समाविष्ट आहेत. बिजागरच्या लवचिकता मॅट्रिक्ससाठी एक बंद-लूप विश्लेषणात्मक मॉडेल इन-प्लेन विकृतीसाठी व्युत्पन्न विश्लेषणात्मक गणना पद्धतीच्या आधारे स्थापित केले आहे. लवचिकता मॅट्रिक्स पॅरामीटर्सचे विश्लेषण वेगवेगळ्या बिजागर स्ट्रक्चर पॅरामीटर्ससाठी केले जाते आणि विश्लेषणात्मक आणि सिम्युलेशन व्हॅल्यूजमधील सापेक्ष त्रुटी मोजली जाते.

2. लवचिकता मॅट्रिक्सची मर्यादित घटक सत्यापन:

विश्लेषणात्मक मॉडेलची अचूकता सत्यापित करण्यासाठी, बिजागरचे एक मर्यादित घटक मॉडेल यूजीएनएक्स नॅस्ट्रान सॉफ्टवेअरचा वापर करून तयार केले गेले आहे. युनिट फोर्स/मोमेंटसह लोड केलेल्या बिजागरांच्या सिम्युलेशन परिणामांची तुलना विश्लेषणात्मक मूल्यांशी केली जाते. लवचिकता मॅट्रिक्स पॅरामीटर्सच्या विश्लेषणात्मक आणि सिम्युलेशन मूल्यांमधील सापेक्ष त्रुटीचे विश्लेषण बिजागर लांबी ते जाडी (एल/टी) आणि कोपरा त्रिज्या ते जाडी (आर/टी) साठी केले जाते.

2.1 लवचिकता मॅट्रिक्स पॅरामीटर्सवर एल/टीचा प्रभाव:

जेव्हा एल/टी प्रमाण 4 पेक्षा जास्त किंवा समान असेल तेव्हा लवचिकता मॅट्रिक्स पॅरामीटर्सच्या विश्लेषणात्मक आणि सिम्युलेशन मूल्यांमधील सापेक्ष त्रुटी 5.5% च्या आत आढळते. 4 पेक्षा कमी गुणोत्तरांसाठी, सडपातळ बीम धारणाच्या मर्यादेमुळे सापेक्ष त्रुटी लक्षणीय वाढते. म्हणून, बंद-लूप विश्लेषणात्मक मॉडेल मोठ्या एल/टी गुणोत्तर असलेल्या बिजागरांसाठी योग्य आहे.

2.2 लवचिकता मॅट्रिक्स पॅरामीटर्सवर आर/टीचा प्रभाव:

लवचिकता मॅट्रिक्स पॅरामीटर्सच्या विश्लेषणात्मक आणि सिम्युलेशन मूल्यांमधील सापेक्ष त्रुटी आर/टी गुणोत्तर वाढीसह वाढते. 0.1 ते 0.5 दरम्यानच्या गुणोत्तरांसाठी, संबंधित त्रुटी 9%मध्ये नियंत्रित केली जाऊ शकते. 0.2 ते 0.3 दरम्यानच्या गुणोत्तरांसाठी, संबंधित त्रुटी 6.5%च्या आत नियंत्रित केली जाऊ शकते.

2.3 सरलीकृत लवचिकता मॅट्रिक्स पॅरामीटर्सवर आर/टीचा प्रभाव:

लवचिकता मॅट्रिक्स पॅरामीटर्ससाठी सरलीकृत विश्लेषणात्मक सूत्रे आर/टी गुणोत्तर लक्षात घेऊन प्रदान केल्या आहेत. सरलीकृत विश्लेषणात्मक मूल्ये आणि सिम्युलेशन व्हॅल्यूज दरम्यान संबंधित त्रुटी आर/टी गुणोत्तर वाढीसह वाढते. 0.3 ते 0.2 दरम्यानच्या प्रमाणानुसार, संबंधित त्रुटी अनुक्रमे 9% आणि 7% मध्ये नियंत्रित केली जाऊ शकते.

सरळ बीम गोल फ्लेक्सर हिंजसाठी लवचिकता मॅट्रिक्सचे विकसित क्लोज-लूप विश्लेषणात्मक मॉडेल लवचिक बिजागर आणि यंत्रणेच्या डिझाइन आणि ऑप्टिमायझेशनसाठी एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करते. मॉडेलची अचूकता मर्यादित घटक सिम्युलेशनद्वारे सत्यापित केली जाते आणि संबंधित त्रुटी वेगवेगळ्या बिजागर स्ट्रक्चर पॅरामीटर्ससाठी स्वीकार्य मर्यादेत असतात. हे संशोधन विविध सुस्पष्ट उपकरणांमध्ये सरळ बीम गोल फ्लेक्सर बिजागरांच्या समजुती आणि अनुप्रयोगात योगदान देते.