Bøyning, strekk- og komprimeringsstivhetsanalyse og anvendelse av fire sammensatte fleksibelt hengsel

Sammendrag: Denne artikkelen gir en analyse av stivhetsegenskapene til fire sammensatte fleksible hengsler. Det begynner med å utlede beregningsformlene for å bøye stivhet, spenning og kompresjonsstivhet av fire forskjellige typer fleksible hengsler basert på materialmekanikk og kalkulus. Ved å bruke den endelige elementmetoden, verifiserer forfatteren riktigheten av den avledede stivhetsberegningsformelen for den avrundede rette bjelken fleksible hengslet.

Artikkelen sammenligner og analyserer deretter stivhetsegenskapene til fire forskjellige sammensatte fleksible hengsler. Det viser at den elliptiske rette bjelkekompositthengselen har den minste bøyningen og strekkstivheten.

Deretter analyserer forfatteren stivhetsytelsen til fleksible T-formede skjøter ved bruk av den endelige elementmetoden. Det er funnet at fleksibiliteten og deformasjonskompensasjonsevnen til det fleksible T-formede leddet sammensatt av det elliptiske rette strålekompositthengselet er det sterkeste.

Fleksible hengsler er mye brukt i applikasjoner som krever liten vinkelforskyvning og rotasjon med høy presisjon. De eliminerer flyreiser og mekanisk friksjon under overføring. Stivhet er en avgjørende ytelsesindikator på fleksible hengsler da den gjenspeiler deres evne til å motstå ytre belastninger og fleksibiliteten til kinematiske par.

Artikkelen bemerker at tidligere studier har avledet komplekse formler for å beregne stivheten til fleksible hengsler. I denne forskningen bruker forfatteren de grunnleggende formlene for mekanikk for å utlede mer kortfattede uttrykk. På grunn av de geometriske dimensjonene til de faktiske fleksible hengslene som ikke fullstendig oppfyller forutsetningene om teoretisk analyse, brukes imidlertid endelige elementmetoder ofte for å studere sin stivhetsytelse.

Basert på den avrundede rette bjelken fleksibel hengsel, foreslår forfatteren tre nye sammensatte fleksible hengsler: elliptisk rett strålekompositt, parabolsk rett strålekompositt og hyperbolsk rett strålekompositthengsler. Stivhetsberegningsformlene for disse fire typene fleksible hengsler er avledet, og deres stivhetsegenskaper blir sammenlignet og analysert.

For å demonstrere anvendelsen av disse funnene, undersøker artikkelen stivhetsegenskapene til fleksible T-formede ledd ved bruk av de fire sammensatte fleksible hengsler. Resultatene viser at det fleksible T-formede leddet sammensatt av den elliptiske rette strålekompositthengsel viser den sterkeste deformasjonskompensasjonsevnen.

Avslutningsvis gir denne forskningen verdifull innsikt i stivhetsegenskapene til forskjellige typer sammensatte fleksible hengsler. Funnene kan informere om utforming og anvendelse av fleksible hengsler i forskjellige bransjer, spesielt i applikasjoner som krever presis rotasjon og minimal friksjon.