Analiza utrujenosti zaobljenega ravnega žarka fleksibilni tečaj_hinge znanje_tallsen

Izvleček: Učinkovitost fleksibilnih tečajev, zlasti tistih s posebnimi zarezami, ni bila obsežno preučena. Cilj te raziskave je analizirati uspešnost utrujenosti kompozitnih fleksibilnih tečajev, ki nudijo izboljšano moč, natančnost pozicioniranja in odpornost na utrujenost v primerjavi s tipičnimi fleksibilnimi tečaji. Izvedeni so bili poskusi simulacije končnih elementov, da bi izračunali življenjsko dobo utrujenosti zaokroženih ravnih žarkov, ki zagotavljajo dragocene vpoglede za inženirsko zasnovo novih fleksibilnih tečajev.

Prilagodljivi tečaji igrajo ključno vlogo pri skladnih mehanizmih, vendar pogosto trpijo zaradi omejitev, kot so omejen gibalni prostor, šibka moč in ozek obseg uporabe. Kompozitni prilagodljivi tečaji ponujajo rešitev za te težave, ki kažejo zmanjšano odmik, povečano natančnost pozicioniranja in povečano zmogljivost utrujenosti. V zadnjih letih je tehnologija računalniške simulacije, zlasti analiza končnih elementov, vse bolj priljubljena pri razvoju izdelkov. Ta študija se osredotoča na uporabo tehnologije simulacije utrujenosti končnih elementov za analizo porazdelitve utrujenosti sestavljenih fleksibilnih tečajev, kar omogoča zgodnjo identifikacijo šibkih točk v fazi načrtovanja.

Metoda in postopek analize utrujenosti:

Analiza utrujenosti se nanaša na oceno poškodbe materiala in okvare v ciklični obremenitvi. Dve pogosto opaženi obliki poškodb utrujenosti vključujejo nizko utrujenost cikla in visoko utrujenost cikla. Uporabljena metoda analize utrujenosti je odvisna od vrste poškodbe utrujenosti. Tradicionalne metode, kot so nominalni stres, lokalni stres, napetostno trdnost polja in energetske metode, se pogosto uporabljajo pri inženirskem oblikovanju. Vendar tehnologija simulacije utrujenosti končnih elementov ponuja več prednosti pred tradicionalnimi metodami, vključno z določitvijo porazdelitve življenjske dobe na delnih površinah, izogibanjem slabim modelom in zgodnjo identifikacijo šibkih položajev v začetni fazi oblikovanja.

Metodologija:

Za analizo zmogljivosti utrujenosti zaokroženih prožnih tečajev z ravnim žarkom je bil vzpostavljen matematični model s pomočjo programske opreme za analizo končnih elementov (ANSYS). Model je obravnaval geometrijske parametre, kot so širina, višina, debelina, polmer in dolžina dela ravnega žarka. Izvedene so bile simulacije končnih elementov, da se določi normalna porazdelitev napetosti prožnega tečaja pod različnimi obremenitvami. Rezultati napetosti so pokazali, da je bil največji stres nameščen na stičišču obeh zarelih oblik.

Analiza utrujenosti zaobljenih prožnih tečajev z ravnim žarkom:

Analiza utrujenosti zaokroženih ravnih žarkov je vključevala uvoz porazdelitve napetosti, pridobljene z analizo končnih elementov v sistem analize utrujenosti. Izbrana je bila ustrezna S-N krivulja materiala in vhodni spekter obremenitve. Analiza utrujenosti je zagotovila vpogled v življenjsko dobo utrujenosti šibkega položaja prožnega tečaja. Analiza je upoštevala največje stresno vozlišče in pokazala življenjsko dobo utrujenosti približno 617.580 ciklov. Urejeno je bilo kot utrujenost z visokim ciklom.

S pomočjo poskusov simulacije končnih elementov je ta raziskava uspešno analizirala zmogljivost utrujenosti zaobljenih prožnih tečajev z ravnim žarkom. Rezultati so pokazali, da so kompozitni prožni tečaji, vključno z zaobljenimi vrstami ravnih žarkov, pokazali boljšo moč utrujenosti v primerjavi s tradicionalnimi fleksibilnimi tečaji. Vendar pa so potrebne nadaljnje raziskave za raziskovanje drugih ukrivljenih prilagodljivih tečajev, kot so hiperbola, elipse in parabola. Ugotovitve prispevajo k razumevanju vedenja utrujenosti v kompozitnih prilagodljivih tečajih in zagotavljajo teoretično osnovo za izboljšanje inženirskega oblikovanja.