Analiza rigidității de îndoire, tracțiune și compresivă și aplicarea a patru balamale flexibile compuse1

Rezumat: Pe baza cunoștințelor relevante despre mecanica materială și calculul, sunt derivate formulele de calcul de rigiditate, tensiune și rigiditate de compresie a patru balamale flexibile compozite. Luând ca exemplu balamalele flexibile cu fascicul drept rotunjit, formula de calcul de calcul de derivare este verificată folosind metoda elementului finit. Proprietățile de rigiditate ale celor patru balamale compuse flexibile sunt comparate și analizate. Rezultatele arată că balama compozită cu fascicul drept eliptic are cea mai mică îndoire și rigiditate la tracțiune. În structura articulației flexibile în formă de T, articulația flexibilă în formă de T compusă din balama compozită cu fascicul drept eliptic are cea mai puternică capacitate de compensare a deformării.

Balamalele flexibile sunt utilizate pe scară largă în aplicații care necesită deplasare unghiulară mică și rotație de înaltă precizie, eliminând deplasarea aerului și frecarea mecanică. Pe baza tipului de structură, balamalele flexibile pot fi clasificate în diferite tipuri. Rigiditatea este un indicator important de performanță pentru balamalele flexibile, care reflectă capacitatea lor de a rezista sarcinilor externe și flexibilitatea acestora. Acest studiu își propune să obțină formulele de calcul al rigidității pentru patru balamale flexibile compuse și să compare proprietățile lor de rigiditate.

1. Stabilirea formulei de calcul a rigidității:

1.1 Formulele de calcul pentru îndoirea rigidității fasciculului drept rotunjit și a balamalelor compozite cu fascicul drept eliptic sunt derivate pe baza mecanicii și calculului materialului.

1.2 Formulele de calcul pentru rigiditate pentru balamalele compozite cu fascicul drept parabolic și hiperbolic sunt derivate folosind a doua teoremă a lui Karl.

2. Verificarea formulei de calcul a rigidității:

Formula de calcul a rigidității derivate pentru balama flexibilă cu fascicul drept rotunjită este verificată folosind metoda elementului finit. Valorile de îndoire calculate și de rigiditate la tracțiune/compresie sunt comparate cu soluțiile analitice pentru a determina precizia formulei.

3. Analiza rigidității celor patru balamale compuse flexibile:

Proprietățile de rigiditate ale celor patru balamale compuse flexibile sunt comparate și analizate. Pe baza formulelor de calcul de rigiditate derivate, valorile de îndoire și rigiditate la tracțiune pentru fiecare balama sunt calculate și comparate.

4. Exemple de aplicație:

Cele patru balamale compuse flexibile sunt aplicate pe o structură de îmbinare flexibilă în formă de T. Proprietățile de rigiditate ale fiecărei îmbinări flexibile în formă de T sunt analizate folosind metoda elementului finit. Rezultatele arată că articulația flexibilă în formă de T compusă din balama compozită cu fascicul drept eliptic are cea mai puternică capacitate de compensare a deformării.

Formulele de calcul ale rigidității derivate pentru cele patru balamale flexibile compuse sunt verificate ca fiind exacte. Proprietățile de rigiditate ale celor patru balamale sunt comparate și analizate, iar articulația flexibilă în formă de T compusă din balama compozită cu fascicul drept eliptic are cea mai bună capacitate de mișcare și sensibilitate la sarcină. Acest studiu oferă informații valoroase pentru proiectarea și aplicarea balamalelor flexibile compuse în diverse domenii.