Analýza ohýbania, ťahu a kompresnej tuhosti a aplikácia štyroch zložených flexibilných závesu1

Zhrnutie: Na základe relevantných znalostí o mechanike materiálu a počtu sa odvodzujú vzorce výpočtu tuhosti ohybu, napätia a kompresnej tuhosti štyroch kompozitných flexibilných pántov. Ako príklad vezmem flexibilný záves zaokrúhleného lúča, odvodený vzorec výpočtu tuhosti sa overuje pomocou metódy konečných prvkov. Vlastnosti tuhosti štyroch zložených flexibilných pántov sa porovnávajú a analyzujú. Výsledky ukazujú, že eliptický kompozitný záves s priamym lúčom má najmenší tuhosť ohybu a ťahu. V flexibilnej spojovacej štruktúre v tvare T má flexibilný kĺb v tvare T zložený z kompozitného závesu z eliptického rovného lúča najsilnejšiu schopnosť kompenzácie deformácie.

Flexibilné závesy sa široko používajú v aplikáciách, ktoré vyžadujú malé uhlové posun a rotáciu s vysokou presnosťou, čo eliminuje leteckú dopravu a mechanické trenie. Na základe typu štruktúry môžu byť flexibilné pánty rozdelené do rôznych typov. Tuhosť je dôležitým ukazovateľom výkonu pre flexibilné pánty, čo odráža ich schopnosť odolávať vonkajším zaťaženiam a ich flexibilite. Cieľom tejto štúdie je odvodiť vzorce výpočtu tuhosti pre štyri zložené flexibilné pánty a porovnať ich vlastnosti tuhosti.

1. Vytvorenie vzorca výpočtu tuhosti:

1.1 Výpočtové vzorce pre ohybovú tuhosť zaokrúhleného rovného lúča a eliptické kompozitné pánty s priamym lúčom sú odvodené na základe mechaniky materiálu a počtu.

1.2 Výpočtové vzorce tuhosti pre parabolické a hyperbolické kompozitné pánty s priamym lúčom sa odvodzujú pomocou Karlovej druhej vety.

2. Overenie vzorca výpočtu tuhosti:

Odvodený vzorec výpočtu tuhosti pre flexibilný záves za zaoblenom priamym lúčom sa overuje pomocou metódy konečných prvkov. Vypočítané hodnoty ohybu a tuhosti v ťahu/kompresii sa porovnávajú s analytickými riešeniami, aby sa stanovila presnosť vzorca.

3. Analýza tuhosti štyroch zložených flexibilných pántov:

Vlastnosti tuhosti štyroch zložených flexibilných pántov sa porovnávajú a analyzujú. Na základe odvodených vzorcov výpočtu tuhosti sa vypočítajú a porovnávajú hodnoty tuhosti ohybu a tuhosti v ťahu pre každý záves.

4. Príklady aplikácií:

Štyri kompozitné flexibilné pánty sa aplikujú na flexibilnú spojovaciu štruktúru v tvare T. Vlastnosti tuhosti každého flexibilného kĺbu v tvare T sa analyzujú pomocou metódy konečných prvkov. Výsledky ukazujú, že flexibilný kĺb v tvare T zložený z eliptického kompozitného závesu s priamym lúčom má najsilnejšiu schopnosť kompenzácie deformácie.

Odvodené vzorce výpočtu tuhosti pre štyri kompozitné flexibilné pánty sú overené ako presné. Vlastnosti tuhosti štyroch pántov sa porovnávajú a analyzujú a flexibilný kĺb v tvare T zložený z eliptického kompozitného závesu s priamym lúčom má najlepšiu pohybovú kapacitu a citlivosť na zaťaženie. Táto štúdia poskytuje cenné poznatky o návrhu a aplikácii zložených flexibilných pántov v rôznych oblastiach.