නව තනි-පාර්ශ්වීය සෘජු රවුම් ඉලිප්සාකාර හයිබ්රි හි නම්යශීලී බව ගණනය කිරීම සහ කාර්ය සාධන විශ්ලේෂණය1

වියුක්ත:

නම්යශීලී මින්ග් ක්ෂුද්ර විද්යුත් විච්ඡේදනයන් (MEMS) ක්ෂේත්රයේ තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. මෙම ලිපිය තනි පාර්ශවීය සෘජු රවුම්-ඉලිප්සාකාර දෙමුහුන් නම්යශීලී නම්යශීලී උමතුව ලෙස හැඳින්වෙන නව වර්ගයේ නම්යශීලී හින්ජියක් හඳුන්වා දෙයි. මෙම හින්ජියේ නම්යතාවය ගණනය කරනු ලබන්නේ කාල්ගේ දෙවන ප්රමේයය භාවිතයෙන් වන අතර ප්රති results ල සීමිත මූලද්රව්ය විශ්ලේෂණය හරහා වලංගු වේ. එහි නම්යතාවය පිළිබඳ ඔවුන්ගේ බලපෑම තීරණය කිරීම සඳහා උත්තේජනය කිරීමේ ව්යුහාත්මක පරාමිතීන් විශ්ලේෂණය කරනු ලැබේ. තනි පාර්ශ්වීය හා ද්විත්ව පාර්ශ්වීය සෘජු රවුම්-ඉලිප්සාකාර දෙමුහුන් නම්යශීලී මිදුම් අතර සංසන්දනයක් ද සිදු කර ඇති අතර, තනි පාර්ශවීය හින්ග් වඩා හොඳ භ්රමණ ධාරිතාවක් සහ පැටවුම් සංවේදීතාව ලබා දෙන බව නිගමනය කෙරේ. සමස්තයක් වශයෙන් ගත් කල, තනි පාර්ශවීය දෙමුහුන් නම්යශීලී නම්යශීලී හින්ජ් ඉංජිනේරු විද්යාවේ සංයුක්ත හා ඉහළ විස්ථාපන යෙදුම් සඳහා පොරොන්දු විසඳුමක් සපයයි.

ක්ෂුද්ර-විද්යුත් යාන්ත්රික තාක්ෂණය, අභ්යවකාශ විද්යාව සහ ජෛව විද්යාව පිළිබඳ වේගයෙන් විකාශනය වන ක්ෂේත්රයන්හි, සාම්ප්රදායික දෘඩ යාන්ත්රණ සැලසුම් හා භාවිත අවශ්යතා සපුරාලීම සඳහා තවදුරටත් ප්රමාණවත් නොවේ. නම්යශීලී යාන්ත්රණ, ඒවායේ කුඩා ප්රමාණය, යාන්ත්රික iction ර්ෂණ හා හිංසාවන් නොමැති වීම, සහ අධි චලනික, සහ ඉහළ චලන සංවේදීතාව, යන්ත්රෝපකරණ, රොබෝ විද්යාව, පරිගණක, ස්වයංක්රීය පාලනය සහ නිරවද්ය මැනීම ඇතුළු විවිධ විෂයයන්හි සැලකිය යුතු කම්පණයක් ලබා ඇත. නම්යශීලී යාන්ත්රණයන්හි ප්රධාන අංගය වන්නේ නැතිවූ චලිතය සහ යාන්ත්රික iction ර්ෂණය තුරන් කිරීම සඳහා ප්රත්යාස්ථ විරූපණය සහ ස්වයං ප්රතිසාධන ගුණාංග භාවිතා කරන නම්යශීලී හින්ගෙයි ය. චාප, ඊයම් කෝණ, ඉලිප්ස, පරපෝලා සහ හයිපර්බෝලා වර්ග වැනි ඔවුන්ගේ හරස්කඩ හැඩයන් මත පදනම්ව තනි අක්ෂ නම්යශීලී මිදුම් වර්ගීකරණය කළ හැකිය. මේ අතර, ඔවුන්ගේ සරල ව්යුහයන් හේතුවෙන් සෘජු වටකුරු සහ ඊයම් කෝණ මින්ග්ස් බහුලව භාවිතා වේ. කෙසේ වෙතත්, අවකාශය සීමා කර ඇති සමහර අවස්ථාවල සංයුක්තයේ, සංයුක්ත ව්යුහයන්ගේ අවශ්යතාවය තනි පාර්ශ්වීය නම්යශීලී මිදුල මතුවීමට හේතු වූ අතර ඒවා නිරවද්යතාවයේ මැනීම හා ස්ථානගත කිරීම තුළ පුළුල් යෙදුම් සොයාගෙන ඇත. දෙමුහුන් සහ ඒකපාර්ශ්වික නම්යශීලී මිදුම් වල ඇති වාසි ගොඩනැගීම, මෙම ලිපිය මගින්, ඒකපාර්ශ්වික දෙමුහුන් නම්යශීලී නම්යශීලී උමතුවක්, එය සංයුක්ත ව්යුහයන් සහ විශාල විස්ථාපනයකින් නම්යශීලී උකුල් භාවිතා කිරීම.

ඒකපාර්ශ්වික සෘජු රවුම්-ඉලිප්සාකාර දෙමුහුන් නම්යශීලී නම්යශීලී උමතුව නම්යශීලී බව:

ඒකපාර්ශ්වික සෘජු රවුම්-ඉලිප්සාස් දෙමුහුන් නම්යශීලී නම්යශීලී හින්ජර් ඒකපාර්ශ්වික කෙඳි රවුම් සහිත රවුම් සහිත රවුම් හා ඒකපාර්ශ්වික ඉලිප්සාකාරයෙන් අඩක් ඇතුළත් වේ. එහි ජ්යාමිතික පරාමිතීන් අතරට, අවම thickness ණකම (බී), සෘජු රවුම් අරය (ආර්), එල්ලිස් (එල්), ඉලිප්සයේ (එන්) ප්රධාන අක්ෂය, සහ අර්ධ කුඩා අක්ෂය. නම්යශීලී ඉඟිය විශ්ලේෂණය කිරීම පදනම් වී ඇත්තේ කුඩා විකෘති කැන්ටිලිවර් කදම්බයක් උපකල්පනය කිරීම මත වන අතර, දකුණු අන්තයේ නිවැරදි අවසානය ස්ථාවර හා නැමීමේ විරූපණය වන බලවේගය සහ මොහොත නිසා ඇතිවේ. අක්ෂි භාරයේ බලපෑම සලකා බලනු ලබන්නේ ෂෙයාර් සහ දරුණු බලපෑම් නොසලකා හරිනු ලැබේ. කැසට් පටයේ දෙවන ප්රමේයයට අනුව, 1 වන පොයින්ට් 1 හි හින්ගීගේ විරූපණය අතර සම්බන්ධතාවය තීරණය කළ හැකිය. නම්යශීලීතාව ගණනය කිරීමේ සූත්රය ව්යුත්පන්න කර ඇත්තේ මෙම සම්බන්ධතාවය සහ හින්ජේ හරස් කොටසේ ඛණ්ඩාංකයන් මත පදනම්වය. ඒකාකාරී ගණනය කිරීම් තුළින්, ඒකපාර්ශ්වික සෘජු රවුම්-ඉලිප්සාකාර දෙමුහුන් නම්යශීලී නම්යශීලී උමතුවෙහි නම්යශීලීභාවය ලබා ගත හැකිය.

උදාහරණ ගණනය කිරීම සහ සීමිත මූලද්රව්ය සත්යාපනය:

ඉලිප්සයේ අර්ධ කුඩා අක්ෂයේ (එන්) හි විවිධ අගයන් සඳහා විවිධ අගයන් සඳහා ව්යුත්පන්න නම්යශීලි ගණනය කිරීමේ සූත්රය භාවිතයෙන් උදාහරණ ගණනය කිරීමක් සිදු කෙරේ. ප්රති results ල සූත්රයේ නිරවද්යතාවය සත්යාපනය කිරීම සඳහා සීමිත මූලද්රව්ය විශ්ලේෂණය (FEA) ප්රති results ල හා සසඳන විට. නම්යශීලි ගණනය කිරීමේ සූත්රයේ වලංගුභාවය සනාථ කරමින් ප්රති results ල කට්ටල දෙක අතර දෝෂය 8% ට වඩා අඩු බව සොයාගෙන ඇත.

ඒකපාර්ශ්වික සෘජු රවුම්-ඉලිප්සාකාර දෙමුහුන් නම්යශීලී නම්යශීලී උමතුවෙහි කාර්ය සාධන විශ්ලේෂණය:

හින්ජියේ නම්යතාවය එහි ද්රව්යමය හා ව්යුහාත්මක පරාමිතීන් කෙරෙහි බලපායි. නම්යශීලී ගණනය කිරීමේ සූත්රය මගින් ප්රත්යාස්ථ මාපාංකය (ඊ) හි ඉඟුරු පළල (ආ) ප්රතිලෝමව සමානුපාතික බව හෙළි කරයි. Ell ජු රවුම් අරය (ආර්), ඉලිප්සයේ (එන්) හි අර්ධ-ප්රධාන අක්ෂය වැනි වෙනත් පරාමිතීන්, සහ අවම thickness ණකම (ටී), සහ අවම thickness ණකම (ටී) වැනි පරාමිතීන් නම්යශීලීභාවයට ද බලපායි. නම්යශීලිත්වය ගණනය කිරීමේ විනය මඟින් සූත්රයේ දැක්වෙන්නේ එහි පරාමිතීන් අවම thickness ණකම (ටී) හි අවම thickness ණකමවල වෙනස්කම් වලට වඩාත් සංවේදී බවයි.

ද්විපාර්ශ්වික සෘජු රවුම්-ඉලිප්සාකාර දෙමුහුන් නම්යශීලී උමතුව සමඟ කාර්ය සාධනය සැසඳීම:

ඒකපාර්ශ්වික සෘජු රවුම්-ඉලිප්සාකාර දෙමුහුන් නම්යශීලී උමතුව සාහිත්යයේ යෝජිත ද්විත්ව පාර්ශ්වීය සෘජු පාර්ශවීය සෘජු රවුම් දැවැන්ත-ඉලිප්සාකාර දෙමුහුන් නම්යශීලී හින්ජ් සමඟ සසඳන විට. නම්යශීලී බව අනුපාතය කාර්ය සාධන දර්ශකයක් ලෙස භාවිතා කරන අතර එය ද්විපාර්ශ්වික නම්යතාවයට ඒකපාර්ශ්වික නම්යශීලීතාවයේ අනුපාතය ලෙස අර්ථ දැක්වේ. ප්රති results ලවලින් පෙනී යන්නේ ඒකපාර්ශ්වික දෙමුහුන් නම්යශීලී නම්යශීලී හින්ජර් ද්විපාර්ශ්වික දෙමුහුන් හින්ට සාපේක්ෂව වඩා හොඳ භ්රමණ ධාරිතාවක් සහ පැටවුම් සංවේදීතාව ලබා දෙන බවයි.

ඒකපාර්ශ්වික දෙමුහුන් නම්යශීලී හින්ජි නව වර්ගයේ නම්යශීලී හයිෆ් හි යෝජනාව, සංයුක්ත ව්යුහයන් සහ විශාල අවතැන්වීම් අවශ්ය ඉංජිනේරු යෙදුම් සඳහා නව හැකියාවන් ගෙන එයි. නම්යශීලී ගණනය කිරීමේ ගණනය කිරීම කාල්ගේ දෙවන ප්රමේයය මත පදනම්ව ව්යුත්පන්න කර සීමිත මූලද්රව්ය විශ්ලේෂණය හරහා වලංගු වේ. නින්දේ ව්යුහාත්මක පරාමිතීන් එහි නම්යශීලීතාවයට වඩාත් වැදගත් බලපෑමක් ඇති කරයි. ඒකපාර්ශ්වික දෙමුහුන් නම්යශීලී නම්යශීලී හින්ජි භ්රමණ ධාරිතාව සහ පැටවීමේ සංවේදීතාව අනුව ද්විපාර්ශ්වික දෙමුහුන් හින්ගෙට වඩා ද්විපාර්ශ්වික දෙමුහුන් උඩයට වඩා හොඳින් ක්රියා කරයි. සමස්තයක් ලෙස ගත් කල, ඒකපාර්ශ්වික දෙමුහුන් නම්යශීලී නම්යශීලී හින්ජ් විවිධ ඉංජිනේරු යෙදුම් සඳහා පොරොන්දු අපේක්ෂාවන් ඉදිරිපත් කරයි.