Abstrakt:
Varet fleksibël luajnë një rol vendimtar në fushën e sistemeve mikro-elektromekanike (MEMS). Ky punim prezanton një lloj të ri të varen fleksibël të quajtur varet fleksibël hibrid me rreth të njëanshëm të njëanshëm. Fleksibiliteti i kësaj varen llogaritet duke përdorur teoremën e dytë të Karl, dhe rezultatet vërtetohen përmes analizës së elementeve të fundme. Parametrat strukturorë të varen janë analizuar për të përcaktuar ndikimin e tyre në fleksibilitetin e tij. Një krahasim është bërë gjithashtu midis vareve fleksibël hibride të njëanshme dhe të dyanshme të njëanshme dhe të dyanshme, dhe konkludohet se varet e njëanshme të njëanshme ofrojnë kapacitet më të mirë të rrotullimit dhe ndjeshmëri të ngarkesës. Në përgjithësi, varet fleksibël hibrid të njëanshëm ofrojnë një zgjidhje premtuese për aplikime kompakte dhe shumë zhvendosje në inxhinieri.
Në fushat në zhvillim të shpejtë të teknologjisë mikro-elektromekanike, hapësirës ajrore dhe inxhinierisë biologjike, mekanizmat tradicionalë të ngurtë nuk janë më të mjaftueshme për të përmbushur kërkesat e projektimit dhe përdorimit. Mekanizmat fleksibël, me madhësinë e tyre të vogël, mungesa e fërkimit mekanik dhe boshllëqet, dhe ndjeshmëria e lëvizjes së lartë, kanë fituar tërheqje të konsiderueshme në disiplina të ndryshme, duke përfshirë makineri, robotikë, kompjuterë, kontroll automatik dhe matje precize. Komponenti kryesor i mekanizmave fleksibël është varet fleksibël, e cila përdor deformimin elastik dhe vetitë e vetë-rikuperimit për të eleminuar lëvizjen e humbur dhe fërkimin mekanik, duke arritur kështu rezolucion më të lartë të zhvendosjes. Varet fleksibël me një bosht me një bosht mund të klasifikohen bazuar në format e tyre ndër-seksionale, të tilla si harku, këndi i plumbit, elipsi, parabola dhe llojet e hiperbolës. Midis këtyre, varet e këndit të drejtpërdrejtë dhe të plumbit përdoren gjerësisht për shkak të strukturave të tyre të thjeshta. Sidoqoftë, në disa raste kur hapësira është e kufizuar, nevoja për struktura kompakte ka çuar në shfaqjen e vareve fleksibël të njëanshme, të cilat kanë gjetur aplikime të gjera në matjen dhe pozicionimin e saktë. Duke u bazuar në avantazhet e varet fleksibël hibride dhe të njëanshme, ky punim propozon një varet fleksibël të njëanshëm hibrid, i cili ofron një qasje të re për aplikimin inxhinierik të varet fleksibël me struktura kompakte dhe zhvendosje të mëdha.
Llogaritja e fleksibilitetit të varen fleksibël hibrid të njëanshëm të drejtpërdrejtë-elipsit të elipsit:
Varet fleksibël të njëanshëm të elipsit të njëanshëm të drejtpërdrejtë-elipsit, përmban gjysmën e një varen të njëanshme të rrethit të drejtë dhe gjysmën e një varen eliptike të njëanshme eliptike. Parametrat e saj gjeometrikë përfshijnë gjerësinë e varen (B), trashësinë minimale (T), rrezen me rreth të drejtë (R), gjatësinë e varen (L), boshtin kryesor të elipsit (M) dhe boshtin gjysmë minor të elipsit (N). Analiza e varen fleksibël bazohet në supozimin e një rreze të kantierit të deformuar të vogël, me fundin e duhur të fiksuar dhe deformimin e lakimit të shkaktuar nga forca dhe momenti. Konsiderohet ndikimi i ngarkesës boshtore, ndërsa efektet e qethjes dhe rrotullimit janë lënë pas dore. Sipas teoremës së dytë të kasetës, mund të përcaktohet marrëdhënia midis deformimit të varen në pikën 1 dhe ngarkesës së aplikuar. Formula e llogaritjes së fleksibilitetit rrjedh bazuar në këtë marrëdhënie dhe koordinatat e seksionit kryq të varen. Përmes llogaritjeve integrale, mund të merret fleksibilitet i varet fleksibël të njëanshëm të rrethit të drejtpërdrejtë-elipsit fleksibël.
Llogaritja e shembullit dhe verifikimi i elementit të fundëm:
Një llogaritje shembulli kryhet duke përdorur formulën e llogaritjes së fleksibilitetit të derivuar për vlera të ndryshme të boshtit gjysmë minor (N) të elipsit. Rezultatet krahasohen me rezultatet e analizës së elementit të fundëm (FEA) për të verifikuar saktësinë e formulës. Gabimi midis dy grupeve të rezultateve është gjetur të jetë më pak se 8%, duke konfirmuar vlefshmërinë e formulës së llogaritjes së fleksibilitetit.
Analiza e performancës së varen fleksibël hibrid të njëanshëm të drejtpërdrejtë-elipsit të elipsit:
Fleksibiliteti i varen ndikohet nga parametrat e tij material dhe strukturor. Formula e llogaritjes së fleksibilitetit zbulon se moduli elastik (E) është në përpjesëtim me gjerësinë e varen (B). Parametra të tjerë, të tilla si rrezja e rrethit të drejtë (R), boshti gjysëm i madh i elipsit (M), boshti gjysmë-minor i elipsit (N), dhe trashësia minimale (T), ndikojnë gjithashtu në fleksibilitet. Një analizë e formulës së llogaritjes së fleksibilitetit tregon se parametrat e saj janë më të ndjeshëm ndaj ndryshimeve në trashësinë minimale (T) të varen.
Krahasimi i performancës me varen fleksibël hibrid-elips-elips të drejtpërdrejtë:
Varet fleksibël të njëanshëm të elipsit të njëanshëm të drejtpërdrejtë-elipsit janë krahasuar me varen fleksibël fleksibël hibrid-elips të drejtpërdrejtë me rreth të dyfishtë të propozuar në literaturë. Raporti i fleksibilitetit përdoret si një indeks i performancës, i përcaktuar si raporti i fleksibilitetit të njëanshëm me fleksibilitetin bilateral. Rezultatet tregojnë se varet fleksibël hibrid të njëanshëm ofrojnë kapacitet më të mirë të rrotullimit dhe ndjeshmëri të ngarkesës në krahasim me varen hibride bilaterale.
Propozimi i një lloji të ri të varen fleksibël, varet fleksibël të njëanshëm hibrid, sjell mundësi të reja për aplikimet inxhinierike që kërkojnë struktura kompakte dhe zhvendosje të mëdha. Formula e llogaritjes së fleksibilitetit rrjedh bazuar në teoremën e dytë të Karl dhe vërtetohet përmes analizës së elementeve të fundme. Parametrat strukturorë të varen zbulohen se ndikojnë në fleksibilitetin e tij, me trashësi minimale që ushtron ndikimin më të rëndësishëm. Varet fleksibël të njëanshëm hibrid fleksibël performojnë më mirë sesa varet hibride bilaterale për sa i përket kapacitetit të rrotullimit dhe ndjeshmërisë së ngarkesës. Në përgjithësi, varet fleksibël hibrid të njëanshëm ofrojnë perspektivë premtuese për aplikime të ndryshme inxhinierike.
Tel: +86-13929891220
Telefon: +86-13929891220
Whatsapp: +86-13929891220
E-mail: tallsenhardware@tallsen.com