การวิจัยเกี่ยวกับพื้นฐานทางทฤษฎีของการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบของบานพับที่ยืดหยุ่นและกลไกร่างกายที่ยืดหยุ่น

ที่ขยายออกไป

บานพับที่มีความยืดหยุ่นได้รับความสนใจอย่างมากในอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำเนื่องจากความสามารถในการส่งการเคลื่อนไหวหรือพลังงานผ่านการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นแทนส่วนประกอบที่แข็ง เมื่อเปรียบเทียบกับบานพับการเคลื่อนไหวแบบดั้งเดิมบานพับที่ยืดหยุ่นให้ข้อได้เปรียบเช่นความละเอียดการเคลื่อนไหวสูงไม่มีแรงเสียดทานไม่มีการหล่อลื่นและกระบวนการผลิตที่เรียบง่าย พวกเขาถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำต่าง ๆ รวมถึงเลนส์วัตถุประสงค์การพิมพ์หินฉาย, เวเฟอร์เวเฟอร์ซิลิคอน, กล้องจุลทรรศน์การสแกนอิเล็กทรอนิกส์, เซ็นเซอร์ระยะไกลแสงอวกาศและการประมวลผลที่แม่นยำและมีความแม่นยำเป็นพิเศษ พารามิเตอร์สำคัญของกลไกที่สอดคล้องกันเช่นบานพับที่ยืดหยุ่นส่งผลกระทบโดยตรงต่อคุณลักษณะแบบไดนามิกและความแม่นยำในการวางตำแหน่งของจุดสิ้นสุด ดังนั้นจึงมีการวิจัยอย่างกว้างขวางเพื่อทำความเข้าใจความยืดหยุ่นของบานพับที่ยืดหยุ่น บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาเมทริกซ์ความยืดหยุ่นของบานพับโค้งโค้งมนแบบโค้งมนตรงวิเคราะห์พารามิเตอร์และให้พื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพของพวกเขา

เมทริกซ์ความยืดหยุ่นของบานพับโค้งมนโค้งมนตรง:

บานพับโค้งมนของลำแสงตรงประกอบด้วยโครงสร้างลำแสงตรงที่มีมุมโค้งมนที่ปลายบานพับเพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเครียด พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตหลักรวมถึงความสูงของบานพับ (H), ความยาวบานพับ (L), ความหนาของบานพับ (T) และรัศมีเนื้อบานพับ (R) ในการวิเคราะห์การเสียรูปในระนาบของบานพับวิธีการคำนวณเชิงวิเคราะห์ที่ใช้ทฤษฎีคานคานได้รับมา วิธีนี้สร้างแบบจำลองการวิเคราะห์แบบวงปิดสำหรับเมทริกซ์ความยืดหยุ่นในระนาบของบานพับที่ยืดหยุ่น นอกจากนี้ยังมีสูตรการคำนวณที่ง่ายขึ้นสำหรับเมทริกซ์ความยืดหยุ่นเมื่อได้รับอัตราส่วนของรัศมีมุมบานพับต่อความหนา (R/T)

การตรวจสอบองค์ประกอบ จำกัด:

ในการตรวจสอบสูตรการวิเคราะห์ที่ได้รับแบบจำลององค์ประกอบ จำกัด ของบานพับโค้งมนแบบโค้งมนแบบตรงนั้นถูกสร้างขึ้นโดยใช้ซอฟต์แวร์ UGNX Nastran ผลการจำลองของโมเดลไฟไนต์เอลิเมนต์ถูกนำมาเปรียบเทียบกับค่าการวิเคราะห์ของพารามิเตอร์เมทริกซ์ความยืดหยุ่น ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ระหว่างทั้งสองได้รับการวิเคราะห์สำหรับการเปลี่ยนแปลงที่แตกต่างกันในพารามิเตอร์โครงสร้างของบานพับเช่นอัตราส่วนของความยาวบานพับต่อความหนา (L/T) และอัตราส่วนของรัศมีมุมบานพับต่อความหนา (R/T)

ผลลัพธ์:

การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าสำหรับอัตราส่วน L/T มากกว่าหรือเท่ากับ 4 ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ระหว่างค่าการวิเคราะห์และการจำลองของเมทริกซ์ความยืดหยุ่นอยู่ภายใน 5.5% อย่างไรก็ตามสำหรับอัตราส่วน L/T น้อยกว่า 4 ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ค่อนข้างใหญ่เนื่องจากไม่สามารถทำให้ลำแสงคานได้ง่ายขึ้นลงในลำแสงเรียว สิ่งนี้บ่งชี้ว่าแบบจำลองการวิเคราะห์แบบวงปิดเหมาะสำหรับกรณี L/T ขนาดใหญ่

เกี่ยวกับอัตราส่วน r/t การวิเคราะห์พบว่าเมื่อ 0.1 ≤ r/t ≤ 0.5 ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ระหว่างค่าการวิเคราะห์และการจำลองสามารถควบคุมได้ภายใน 9% นอกจากนี้เมื่อ 0.2 ≤ r/t ≤ 0.3 ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์สามารถควบคุมได้ภายใน 6.5% การค้นพบนี้แสดงให้เห็นถึงความแม่นยำและการบังคับใช้ของแบบจำลองการวิเคราะห์แบบวงปิดสำหรับเมทริกซ์ความยืดหยุ่น

แบบจำลองการวิเคราะห์แบบวงปิดที่พัฒนาขึ้นในการศึกษานี้ให้พื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพของบานพับโค้งโค้งมนแบบโค้งมนตรง การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองสามารถทำนายพารามิเตอร์เมทริกซ์ความยืดหยุ่นได้อย่างแม่นยำเมื่อพิจารณาการเปลี่ยนแปลงของความยาวบานพับความหนาและรัศมีมุม การค้นพบนี้จะช่วยให้เกิดความก้าวหน้าของกลไกที่สอดคล้องและการใช้งานในอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ