Расчет гибкости и анализ производительности нового одностороннего прямых цирков-эллипса Hybri

Абстрактный:

Гибкие петли приобрели значительную популярность в области микроэлектромеханических систем (MEMS). Эта статья представляет новый тип гибкого шарнира, а именно односторонний гибридный гибридный шарнир с прямым кругом. Предлагается использование второй теоремы Карла, вычислительная формула для гибкости круговых и эллиптических гибридных гибких петли. Полученная формула проверяется с помощью анализа конечных элементов и сравнительного анализа. Анализируется влияние каждого структурного параметра одностороннего гибридного гибкого шарнира на его гибкость. Кроме того, сравнение проводится с гибридным гибридным шарниром с двойным гибридом прямых кругов, чтобы продемонстрировать превосходную способность вращения и чувствительность нагрузки односторонней конструкции. Предложение односторонних гибридных гибких шарниров представляет собой новый путь для инженерных приложений, требующих компактных структур и больших смещений.

Появление микроэлектромеханической технологии, аэрокосмической техники и биологической инженерии подчеркивало ограничения традиционных жестких механизмов в требованиях к проектированию и использованию встреч. Гибкие механизмы предлагают многочисленные преимущества, такие как небольшой размер, отсутствие механического трения, отсутствие пробелов и высокая чувствительность движения. Это привело к их широкому использованию в различных дисциплинах, включая машины, робототехнику, компьютеры, автоматическое управление и точность. Ключевым компонентом гибких механизмов является гибкий шарнир, который устраняет утраченное движение и механическое трение посредством упругих деформации и свойств самообслуживания, что позволяет повысить резолюции смещения. Гибкие петли с одной осью классифицируются на различные формы, такие как дуга, угол свинца, эллипс, парабола и гипербола. Среди них типы угла прямоугольника и угла свинца широко используются из-за их простых структур. Однако в определенных приложениях, где пространство ограничено, односторонние гибкие петли появились в качестве предпочтительного выбора, обнаружив полезность в измерении и позиционировании точности.

Методы:

Опираясь на вышеупомянутое исследование, в этом исследовании предлагается новый тип гибкого шарнира, который называется односторонним гибридным гибким шарниром, который сочетает в себе преимущества гибридных и односторонних гибких петли. Формула расчета гибкости для этого шарнира получена на основе второй теоремы Карла, а ее производительность проверяется с помощью анализа конечных элементов. В исследовании также рассматривается влияние различных структурных параметров на гибкость шарнира.

Результаты и обсуждение:

Формула расчета гибкости для одностороннего гибридного гибридного шарнира с прямым кругом указывает на то, что гибкость зависит как от материала, так и от структурных параметров. Полученная формула демонстрирует, что параметры гибкости обратно пропорциональны ширине шарнира, в то время как параметры, такие как радиус прямого округа, полу-ось эллипса, полуминорная ось и минимальная толщина также влияют на гибкость. Благодаря анализу наблюдается, что гибкость уменьшается с увеличением полуминорной оси эллипса, увеличивается с уменьшением минимальной толщины и изменяется нелинейно с различной толщиной. Установлено, что влияние минимальной толщины на гибкость является более значительным по сравнению с другими параметрами.

Сравнение проводится между односторонним гибридным гибридным шарниром с прямым цирком и гибридным гибридным шарниром с двумя кругами, предлагаемым в предыдущей литературе. Гибкость идентифицируется как наиболее важная характеристика гибких петли, а относительный коэффициент гибкости, обозначаемый как cday, вводится для сравнения двух конструкций шарниров. Анализ показывает, что односторонний гибридный гибкий шарнир демонстрирует большую способность вращения и чувствительность нагрузки по сравнению с двусторонней конструкцией. Гибкость одностороннего гибридного гибкого шарнира примерно в 1,37 раза выше, чем у двустороннего дизайна.

В этом исследовании представлен всеобъемлющий анализ одностороннего гибридного гибкого шарнира, инновационной гибкой конструкции шарнира, которая предлагает компактные структуры и большие смещения. Формула расчета производной гибкости проверяется с помощью анализа конечных элементов, демонстрируя ошибку в пределах 8%. Влияние структурных параметров на гибкость анализируется с минимальной толщиной шарнира, идентифицированной как наиболее влиятельный параметр. Кроме того, сравнение с двусторонним гибридным гибким шарниром подчеркивает превосходную производительность односторонней конструкции с точки зрения способности вращения и чувствительности нагрузки. Предлагаемый односторонний гибридный гибкий шарнир открывает новые возможности для инженерного применения гибких петли в различных отраслях.