Mfano wa Kinematic na Utafiti wa Utendaji wa Ugumu wa Zero Cross Reed Ujuzi wa Hinge_hinge Ujuzi

Utaratibu unaobadilika ni wazo la msingi katika uwanja wa mechanics, kwani hutumia muundo wa vifaa vya kusambaza mwendo, nguvu, au nishati. Utaratibu huu umepata umaarufu katika tasnia mbali mbali, pamoja na msimamo wa usahihi, usindikaji wa MEMS, na anga, kwa sababu ya faida zake nyingi kama msuguano wa sifuri, operesheni isiyo na mshono, matengenezo rahisi, azimio kubwa, na uwezo wa usindikaji uliojumuishwa.

Walakini, mifumo ngumu ya jadi bado inatawala soko kwa sababu ya mapungufu fulani ya utaratibu rahisi. Mojawapo ya mapungufu haya ni ugumu mzuri ambao hufanyika katika mwelekeo wa kazi wakati wa hatua ya utaratibu. Ugumu huu mzuri unahitaji nguvu kubwa ya kuendesha na mahitaji madhubuti kwa dereva, ambayo hatimaye hupunguza ufanisi wa uhamishaji wa nishati. Mapungufu haya yamezuia utumiaji mpana wa utaratibu rahisi.

Ili kuondokana na athari mbaya za ugumu mzuri, wasomi wengi wameanzisha wazo la ugumu wa sifuri katika utaratibu rahisi. Kwa kutumia kwa busara ugumu hasi kumaliza ugumu mzuri, utaratibu ulio na ugumu wa sifuri unaweza kupatikana. Mfumo kama huo, unaojulikana pia kama utaratibu rahisi wa usawa wa tuli, unaweza kufikia hali ya usawa wakati wowote katika anuwai ya mwendo. Aina hii ya utaratibu hutoa faida kadhaa, pamoja na utendaji bora wa maambukizi ya nguvu, uwezo wa kufanya kazi na vikosi vidogo vya kuendesha, na ufanisi mkubwa wa maambukizi ya nishati. Kwa hivyo, umakini wa utafiti katika uwanja wa mifumo rahisi ya usawa wa tuli umekuwa kwenye milango ndogo ndogo.

Kati ya sehemu mbali mbali za mifumo rahisi, bawaba zinazobadilika zimepokea umakini mkubwa kwa sababu ya sifa zao za kipekee. Usafiri wa jamaa wa bawaba za jumla za kubadilika za msalaba ni mfupi, na kuwafanya kuwa na thamani kubwa kwa matumizi anuwai. Kwa hivyo, bawaba rahisi ya kubadilika kwa msingi wa muundo huu imekuwa chaguo linalopendelea la kuunda mifumo ngumu ya usawa wa tuli, na kufanya utafiti wake uwe muhimu sana.

Ili kufikia sifa za ugumu wa sifuri katika bawaba zinazobadilika, inahitajika kumaliza ugumu mzuri wa torsional na ugumu hasi wa mzunguko. Katika suala hili, mfano wa ugumu hasi wa mzunguko umetengenezwa. Mfano huo unajumuisha kutumia chemchemi ya jani iliyojumuisha mianzi miwili inayoingiliana, moja iliyowekwa na nyingine bure. Wakati deformation ya mwisho wa ufunguzi ni ndogo ikilinganishwa na urefu wa mwanzi, chemchemi inaonyesha usawa mzuri na inaweza kuchambuliwa kama chemchemi ya urefu wa sifuri.

Mchanganuo wa mfano wa ugumu hasi wa mzunguko unazingatia torque zilizotolewa na chemchem mbili kwenye hatua fulani katika mfumo. Kwa msingi wa sheria ya pembe tatu, torque zinaweza kuonyeshwa kihemati. Kwa kuchanganya torques hizi, jumla ya torque iliyowekwa kwenye hatua inaweza kuamua. Mchanganuo huu unaonyesha kuwa wakati pembe ya mzunguko ni chini ya digrii 90, chemchem zinatoa torque katika mwelekeo sawa na pembe ya mzunguko, na hivyo kuunda ugumu hasi.

Ili kuanzisha mfano sahihi wa bawaba wa bawaba wa sifuri, ni muhimu kuchambua mali ya mitambo ya bawaba ya jumla ya kubadilika ya Cross-Reed. Mchanganuo huu unazingatia mambo kadhaa kama vile ushawishi wa nguvu ya radial na mzigo safi wa torsional kwenye ugumu wa bawaba. Kwa kuelewa mambo haya, ugumu wa hali ya juu wa bawaba unaweza kuhesabiwa. Mfano wa dhana ya bawaba inayobadilika ya sifuri inaweza kupatikana kwa kuchukua nafasi ya jozi inayobadilika na chemchem za usawa katika mfano wa ugumu wa mzunguko. Mfano huu wa dhana ni sawa, kuruhusu uchambuzi wa mzunguko wa hesabu ya jukwaa la kusonga.

Ili kudhibitisha usahihi wa mfano wa kinadharia, uchambuzi wa vitu vya laini kwa kutumia programu ya ANSYS hufanywa. Mchanganuo huo unajumuisha kuiga na kuchambua sifa za pembe za mzunguko wa wakati wa bawaba rahisi ya sifuri. Matokeo yake hulinganishwa na mahesabu ya kinadharia. Uigaji huo unafanywa kwa bawaba na vigezo tofauti, na ugumu wa chemchemi ya usawa hurekebishwa polepole hadi ugumu wa bawaba upunguzwe kuwa sifuri. Kwa kulinganisha matokeo ya simulizi na mahesabu ya kinadharia, imethibitishwa kuwa mfano wa kinadharia unawakilisha kwa usahihi tabia ya bawaba rahisi ya sifuri.

Kwa kuongezea, uwezekano wa kutumia chemchem za majani kama chemchem za usawa katika bawaba rahisi za sifuri zinachunguzwa. Mfano wa kipengee cha laini huanzishwa kwa sababu hii, na matokeo ya simulizi yanalinganishwa na yale yaliyopatikana kwa kutumia kipengee cha Mchanganyiko14. Matokeo kwa mara nyingine yanathibitisha usahihi na kuegemea kwa mfano wa nadharia.

Kwa kumalizia, utumiaji wa ugumu hasi wa kuzungusha ugumu chanya katika bawaba rahisi huruhusu uundaji wa mifumo ya bawaba rahisi ya sifuri. Mifumo hii hutoa faida nyingi, pamoja na kupunguzwa kwa torque, utendaji bora wa maambukizi ya nguvu, na kuongezeka kwa ufanisi wa utumiaji wa nishati. Njia mbili tofauti za usawa, ambazo ni chemchem za usawa mara mbili na chemchem za usawa mmoja, zinachambuliwa, na hali zao za usawa zimedhamiriwa. Matokeo ya kinadharia basi yanathibitishwa kupitia uchambuzi wa vitu vya laini. Utafiti unathibitisha kuwa njia ya Spring ya Mizani mara mbili inafaa kwa hali ambapo nguvu ya radial haiathiri ugumu wa bawaba, wakati mfano mmoja wa spring ya usawa una anuwai ya matumizi. Walakini, muundo wa nafasi ya axial ya mfano wa mwisho umeathirika, na hivyo kuhitaji uzingatiaji kamili wakati wa muundo wa muundo. Kwa jumla, utafiti juu ya bawaba rahisi za sifuri na matumizi yao yana umuhimu mkubwa katika kuendeleza uwanja wa mifumo rahisi.