Analiza rigidității de îndoire, tracțiune și compresivă și aplicarea a patru balamale flexibile compuse

Rezumat: Acest articol oferă o analiză a proprietăților de rigiditate a patru balamale compuse flexibile. Începe prin a obține formulele de calcul pentru rigiditatea, tensiunea și rigiditatea compresiei a patru tipuri diferite de balamale flexibile bazate pe mecanica materialelor și calculul. Folosind metoda elementului finit, autorul verifică corectitudinea formulei de calcul a rigidității derivate pentru balama flexibilă cu fascicul drept rotunjit.

Articolul compară și analizează apoi proprietățile de rigiditate a patru balamale flexibile compozite diferite. Acesta arată că balama compozită cu fascicul drept eliptic are cea mai mică îndoire și rigiditate la tracțiune.

În continuare, autorul analizează performanța de rigiditate a articulațiilor flexibile în formă de T folosind metoda elementului finit. S-a constatat că capacitatea de compensare a flexibilității și deformarea articulației flexibile în formă de T compusă din balama compozită cu fascicul drept eliptic este cea mai puternică.

Balamalele flexibile sunt utilizate pe scară largă în aplicații care necesită deplasare unghiulară mică și o rotație de înaltă precizie. Ele elimină călătoriile aeriene și frecarea mecanică în timpul transmisiei. Rigiditatea este un indicator crucial de performanță al balamalelor flexibile, deoarece reflectă capacitatea lor de a rezista sarcinilor externe și flexibilitatea perechilor cinematici.

Articolul observă că studiile anterioare au derivat formule complexe pentru calcularea rigidității balamalelor flexibile. În această cercetare, autorul folosește formulele de bază ale mecanicii pentru a obține expresii mai concise. Cu toate acestea, din cauza dimensiunilor geometrice ale balamalelor flexibile reale, care nu îndeplinesc pe deplin ipotezele analizei teoretice, metodele cu elemente finite sunt adesea folosite pentru a studia performanța lor de rigiditate.

Pe baza balamalei flexibile cu fascicul drept rotunjit, autorul propune trei balamale noi flexibile compozite: compozit cu fascicul drept eliptic, compozit parabolic cu fascicul drept și balamale compozit cu fascicul drept hiperbolic. Formulele de calcul a rigidității pentru aceste patru tipuri de balamale flexibile sunt derivate, iar proprietățile lor de rigiditate sunt comparate și analizate.

Pentru a demonstra aplicarea acestor constatări, articolul investighează proprietățile de rigiditate ale articulațiilor flexibile în formă de T folosind cele patru balamale flexibile compuse. Rezultatele arată că articulația flexibilă în formă de T compusă din balama compozită cu fascicul drept eliptic prezintă cea mai puternică capacitate de compensare a deformării.

În concluzie, această cercetare oferă informații valoroase asupra proprietăților de rigiditate ale diferitelor tipuri de balamale flexibile compuse. Rezultatele pot informa proiectarea și aplicarea balamalelor flexibile în diferite industrii, în special în aplicațiile care necesită o rotație precisă și o frecare minimă.