Riċerka dwar bażi teoretika tal-ottimizzazzjoni tad-disinn ta 'ċappetti flessibbli u mekkaniżmi tal-ġisem flessibbli1

Astratt: Din ir-riċerka tiffoka fuq l-istudju tal-matriċi ta 'flessibilità ta' ċappetti tal-flexure ta 'raġġ dritta. Il-metodu ta 'kalkolu analitiku għad-deformazzjoni fil-pjan taċ-ċappetta huwa derivat abbażi tat-teorija tar-raġġ cantilever. Il-mudell analitiku b'ċirkwit magħluq għall-matriċi ta 'flessibilità huwa stabbilit, u formula ta' kalkolu simplifikata għall-matriċi ta 'flessibilità hija pprovduta meta titqies ir-raġġ tal-kantuniera u l-ħxuna taċ-ċappetta. Barra minn hekk, mudell ta 'element finit taċ-ċappetta huwa żviluppat biex jivverifika l-eżattezza tal-mudell analitiku. L-iżball relattiv bejn il-valuri analitiċi u s-simulazzjoni tal-parametri tal-matriċi tal-flessibilità huwa analizzat għal parametri differenti ta 'struttura taċ-ċappetta. Ir-riżultati juru li l-mudell analitiku huwa preċiż, u l-iżbalji relattivi jistgħu jiġu kkontrollati f'limiti aċċettabbli.

Iċ-ċappetti flessibbli jintużaw ħafna f'apparat ta 'preċiżjoni minħabba l-vantaġġi tagħhom ta' riżoluzzjoni ta 'moviment għoli, l-ebda frizzjoni, u proċess ta' manifattura sempliċi. Dawn iċ-ċappetti jiddependu fuq id-deformazzjoni elastika tagħhom stess biex jittrasmettu jew jikkonvertu l-moviment, il-forza, jew l-enerġija, u jeliminaw il-ħtieġa għal komponenti riġidi. Il-parametri ewlenin ta 'ċappetta flessibbli jaffettwaw direttament il-karatteristiċi dinamiċi tagħha u l-eżattezza tal-pożizzjonament finali. Riċerka preċedenti ffokat fuq tipi differenti ta 'ċappetti flessibbli, iżda studji limitati saru fuq ċappetti tal-flexure ta' raġġ dritta. Dan id-dokument għandu l-għan li jimla dan id-distakk ta 'riċerka billi jistudja l-matriċi ta' flessibilità ta 'ċappetti bħal dawn.

1. Matriċi ta 'Flessibilità ta' ċappetti flessibbli ta 'raġġ dritta:

Iċ-ċappetta flessibbli tar-raġġ dritta hija struttura tal-folja b'kantunieri tond biex tevita l-konċentrazzjoni tat-tensjoni. Il-parametri ġeometriċi taċ-ċappetta jinkludu l-għoli, it-tul, il-ħxuna, u r-raġġ tal-flett. Mudell analitiku b'ċirkwit magħluq għall-matriċi ta 'flessibilità taċ-ċappetta huwa stabbilit abbażi tal-metodu ta' kalkolu analitiku derivat għad-deformazzjoni fil-pjan. Il-parametri tal-matriċi tal-flessibilità huma analizzati għal parametri differenti ta 'struttura taċ-ċappetta, u l-iżball relattiv bejn il-valuri analitiċi u ta' simulazzjoni huwa kkalkulat.

2. Verifika tal-element finit tal-matriċi tal-flessibilità:

Biex tivvalida l-eżattezza tal-mudell analitiku, mudell ta 'element finit taċ-ċappetta huwa maħluq bl-użu ta' softwer UGNX Nastran. Ir-riżultati ta 'simulazzjoni taċ-ċappetta mgħobbija b'forza ta' unità / mument huma mqabbla mal-valuri analitiċi. L-iżball relattiv bejn il-valuri analitiċi u s-simulazzjoni tal-parametri tal-matriċi tal-flessibilità huwa analizzat għal proporzjonijiet differenti tat-tul taċ-ċappetta għall-ħxuna (L / t) u r-raġġ tal-kantuniera għall-ħxuna (r / t).

2.1 Effett ta 'L / T fuq Parametri ta' Matriċi ta 'Flessibilità:

L-iżball relattiv bejn il-valuri analitiċi u ta 'simulazzjoni tal-parametri tal-matriċi ta' flessibilità jinstab li huwa fi 5.5% meta l-proporzjon l / t huwa akbar minn jew daqs 4. Għal proporzjonijiet inqas minn 4, l-iżball relattiv jiżdied b'mod sinifikanti minħabba l-limitazzjonijiet tas-suppożizzjoni tar-raġġ irqaq. Għalhekk, il-mudell analitiku b'ċirkwit magħluq huwa adattat għal ċappetti bi proporzjonijiet L / T akbar.

2.2 Effett ta 'R / T fuq Parametri ta' Matriċi ta 'Flessibilità:

L-iżball relattiv bejn il-valuri analitiċi u s-simulazzjoni tal-parametri tal-matriċi tal-flessibilità jiżdied biż-żieda fil-proporzjon r / t. Għal proporzjonijiet bejn 0.1 u 0.5, l-iżball relattiv jista 'jiġi kkontrollat ​​fi żmien 9%. Għal proporzjonijiet bejn 0.2 u 0.3, l-iżball relattiv jista 'jiġi kkontrollat ​​fi ħdan 6.5%.

2.3 Effett ta 'r / t fuq parametri ta' matriċi ta 'flessibilità simplifikati:

Formuli analitiċi simplifikati għall-parametri tal-matriċi tal-flessibilità huma pprovduti meta wieħed iqis il-proporzjon r / t. L-iżball relattiv bejn il-valuri analitiċi simplifikati u l-valuri ta 'simulazzjoni jiżdied b'żieda fil-proporzjon r / t. Għal proporzjonijiet bejn 0.3 u 0.2, l-iżball relattiv jista 'jiġi kkontrollat ​​fi żmien 9% u 7%, rispettivament.

Il-mudell analitiku b'ċirkwit magħluq żviluppat tal-matriċi ta 'flessibilità għal ċappetti ta' flexure ta 'raġġ dritta jipprovdi bażi teoretika għad-disinn u l-ottimizzazzjoni ta' ċappetti u mekkaniżmi flessibbli. L-eżattezza tal-mudell hija vvalidata permezz ta 'simulazzjonijiet ta' elementi finiti, u l-iżbalji relattivi huma f'limiti aċċettabbli għal parametri differenti ta 'struttura ta' ċappetta. Din ir-riċerka tikkontribwixxi għall-fehim u l-applikazzjoni ta 'ċappetti tal-flexure ta' raġġ dritta f'diversi apparati ta 'preċiżjoni.