Analýza ohýbania, ťahu a kompresnej tuhosti a aplikácia štyroch zložených flexibilných závesu

Zhrnutie: Tento článok poskytuje analýzu vlastností tuhosti štyroch zložených flexibilných pántov. Začína sa odvodením vzorcov výpočtu pre tuhosť, napätie a tuhosť kompresie štyroch rôznych typov flexibilných pántov na základe mechaniky a počtu materiálov. Pomocou metódy konečných prvkov autor overuje správnosť vzorca výpočtu odvodeného tuhosti pre flexibilný záves zaobleného priameho lúča.

Článok potom porovnáva a analyzuje vlastnosti tuhosti štyroch rôznych kompozitných flexibilných pántov. Ukazuje, že eliptický kompozitný záves s priamym lúčom má najmenší ohýbanie a tuhosť v ťahu.

Ďalej autor analyzuje výkonnosť flexibilných kĺbov v tvare T pomocou metódy konečných prvkov. Zistilo sa, že schopnosť flexibility a kompenzácie deformácie flexibilného kĺbu v tvare T zloženého z eliptického kompozitného závesu z eliptického lúča je najsilnejší.

Flexibilné pánty sa široko používajú v aplikáciách, ktoré vyžadujú malé uhlové posun a vysokú presnosť rotácie. Počas prenosu eliminujú leteckú dopravu a mechanické trenie. Tuhosť je kľúčovým ukazovateľom výkonu flexibilných pántov, pretože odráža ich schopnosť odolávať vonkajším zaťažením a flexibilitu kinematických párov.

V článku sa uvádza, že predchádzajúce štúdie odvodili komplexné vzorce na výpočet tuhosti flexibilných pántov. V tomto výskume autor používa základné vzorce mechaniky na odvodenie stručnejších výrazov. Avšak z dôvodu geometrických rozmerov skutočných flexibilných pántov, ktoré úplne nespĺňajú predpoklady teoretickej analýzy, sa často používajú metódy konečných prvkov na štúdium výkonnosti ich tuhosti.

Na základe flexibilného závesu za zaobleného priameho lúča autor navrhuje tri nové kompozitné flexibilné pánty: kompozitný eliptický priamy lúč, kompozitný parabolický rovný lúč a hyperbolické kompozitné pánty s rovným lúčom. Odvodzujú sa vzorce výpočtu tuhosti pre tieto štyri typy flexibilných pántov a ich tuhé vlastnosti sa porovnávajú a analyzujú.

Na demonštráciu uplatňovania týchto zistení článok skúma vlastnosti tuhosti flexibilných kĺbov v tvare T pomocou štyroch zložených flexibilných pántov. Výsledky ukazujú, že flexibilný kĺb v tvare T zložený z eliptického kompozitného závesu s priamym lúčom vykazuje najsilnejšiu schopnosť kompenzácie deformácie.

Záverom je, že tento výskum poskytuje cenné informácie o vlastnostiach tuhosti rôznych typov kompozitných flexibilných pántov. Zistenia môžu informovať o návrhu a uplatňovaní flexibilných závesov v rôznych odvetviach, najmä v aplikáciách, ktoré si vyžadujú presnú rotáciu a minimálne trenie.