Kalkolu tal-Flessibilità u Analiżi tal-Prestazzjoni ta 'Hybri ta' Ċirku Straight-Ċirku Uniku ġdid

Astratt:

Iċ-ċappetti flessibbli kisbu popolarità sinifikanti fil-qasam tas-sistemi mikro-elettromekkaniċi (MEMS). Din id-dokument tintroduċi tip ġdid ta 'ċappetta flessibbli, jiġifieri ċ-ċappetta flessibbli ibrida ta' l-ellissi dritta b'ħafna ċirku. Hija proposta t-tieni teorema ta 'Karl, formula tal-komputazzjoni għall-flessibilità ta' ċappetti flessibbli ibridi ċirkulari u ellissi. Il-formula derivata hija vvalidata permezz ta 'analiżi tal-elementi finiti u analiżi komparattiva. L-impatt ta 'kull parametru strutturali taċ-ċappetta flessibbli ibrida unilaterali fuq il-flessibilità tiegħu huwa analizzat. Barra minn hekk, paragun huwa magħmul maċ-ċappetta flessibbli ibrida ta 'ċiklu dritta b'żewġ naħat biex turi l-kapaċità ta' rotazzjoni superjuri u s-sensittività tat-tagħbija tad-disinn unilaterali. Il-proposta ta 'ċappetti flessibbli ibridi unilaterali tippreżenta triq ġdida għal applikazzjonijiet ta' inġinerija li jeħtieġu strutturi kompatti u spostamenti kbar.

Il-miġja tat-teknoloġija mikro-elettromekkanika, l-inġinerija aerospazjali, u l-inġinerija bijoloġika enfasizzaw il-limitazzjonijiet ta 'mekkaniżmi riġidi tradizzjonali biex jissodisfaw ir-rekwiżiti tad-disinn u l-użu. Mekkaniżmi flessibbli joffru bosta vantaġġi bħal daqs żgħir, nuqqas ta 'frizzjoni mekkanika, l-ebda lakuni, u sensittività għolja tal-moviment. Dan wassal għall-użu estensiv tagħhom f'diversi dixxiplini, inklużi makkinarju, robotika, kompjuters, kontroll awtomatiku, u kejl ta 'preċiżjoni. Il-komponent ewlieni tal-mekkaniżmi flessibbli huwa ċ-ċappetta flessibbli, li telimina l-moviment mitluf u l-frizzjoni mekkanika permezz ta 'deformazzjoni elastika u proprjetajiet ta' awto-irkupru, li jippermettu riżoluzzjonijiet ogħla ta 'spostament. Ċappetti flessibbli b'assi wieħed huma kklassifikati f'forom varji, bħal ark, angolu taċ-ċomb, elissi, parabola, u hyperbola. Fost dawn, it-tipi dritti u angolu taċ-ċomb huma użati b'mod wiesa 'minħabba l-istrutturi sempliċi tagħhom. Madankollu, f'ċerti applikazzjonijiet fejn l-ispazju huwa limitat, ċappetti flessibbli b'ġenb wieħed ħareġ bħala għażla preferuta, li ssib utilità fil-kejl u l-ippożizzjonar ta 'preċiżjoni.

Metodi:

Filwaqt li tibni fuq ir-riċerka msemmija hawn fuq, dan l-istudju jipproponi tip ġdid ta 'ċappetta flessibbli msejħa ċappetta flessibbli ibrida unilaterali, li tgħaqqad il-vantaġġi ta' ċappetti flessibbli ibridi u unilaterali. Il-formula tal-kalkolu tal-flessibilità għal din iċ-ċappetta hija derivata abbażi tat-tieni teorema ta 'Karl, u l-prestazzjoni tagħha hija vverifikata permezz ta' analiżi tal-elementi finiti. L-istudju jeżamina wkoll l-influwenza ta 'diversi parametri strutturali fuq il-flessibilità taċ-ċappetta.

Riżultati u diskussjoni:

Il-formula tal-kalkolu tal-flessibilità għall-ċappetta flessibbli ibrida ta 'ċirku dritta-ellissi unilaterali tindika li l-flessibilità tiddependi kemm fuq il-parametri materjali kif ukoll fuq il-parametri strutturali. Il-formula derivata turi li l-parametri tal-flessibilità huma inversament proporzjonali mal-wisa 'taċ-ċappetta, filwaqt li parametri bħal raġġ taċ-ċirku dritta, assi semi-maġġuri tal-elissi, assi semi-minor, u ħxuna minima jinfluwenzaw ukoll il-flessibilità. Permezz ta 'analiżi, huwa osservat li l-flessibilità tonqos b'żieda fl-assi semi-minor ta' l-elissi, tiżdied bi tnaqqis fil-ħxuna minima, u tinbidel b'mod mhux lineari bi ħxuna li tvarja. L-influwenza tal-ħxuna minima fuq il-flessibilità tinstab li hija aktar sinifikanti meta mqabbla ma 'parametri oħra.

Paragun huwa mfassal bejn iċ-ċappetta flessibbli ibrida unilaterali ta 'ċirku-ellissi u ċ-ċappetta flessibbli ibrida ta' ċirku doppju-naħat-ellissi diretta proposta fil-letteratura preċedenti. Il-flessibilità hija identifikata bħala l-iktar karatteristika vitali ta 'ċappetti flessibbli, u proporzjon ta' flessibilità relattiva, innotat bħala CDay, huwa introdott biex iqabbel iż-żewġ disinji taċ-ċappetta. L-analiżi tiżvela li ċ-ċappetta flessibbli ibrida unilaterali għandha kapaċità ta 'rotazzjoni akbar u sensittività tat-tagħbija meta mqabbla mad-disinn bilaterali. Il-flessibilità taċ-ċappetta flessibbli ibrida unilaterali hija madwar 1.37 darbiet ogħla minn dik tad-disinn bilaterali.

Dan l-istudju jippreżenta analiżi komprensiva taċ-ċappetta flessibbli ibrida unilaterali, disinn ta 'ċappetta flessibbli innovattiv li joffri strutturi kompatti u spostamenti kbar. Il-formula tal-kalkolu tal-flessibilità derivata hija vvalidata permezz ta 'analiżi tal-elementi finiti, li turi żball fi ħdan 8%. L-influwenza tal-parametri strutturali fuq il-flessibilità hija analizzata, bil-ħxuna minima taċ-ċappetta identifikata bħala l-iktar parametru influwenti. Barra minn hekk, paragun maċ-ċappetta flessibbli ibrida bilaterali tenfasizza l-prestazzjoni superjuri tad-disinn unilaterali f'termini ta 'kapaċità ta' rotazzjoni u sensittività tat-tagħbija. Iċ-ċappetta flessibbli ibrida unilaterali proposta tiftaħ possibbiltajiet ġodda għall-applikazzjoni tal-inġinerija ta 'ċappetti flessibbli f'diversi industriji.