Abstract:
Ang nababaluktot na bisagra ay naglalaro ng isang mahalagang papel sa larangan ng micro-electromekanikal na mga sistema (MEMS). Ang papel na ito ay nagpapakilala ng isang bagong uri ng nababaluktot na bisagra na tinatawag na single-sided straight-circle-ellipse hybrid flexible hinge. Ang kakayahang umangkop ng bisagra na ito ay kinakalkula gamit ang pangalawang teorema ni Karl, at ang mga resulta ay napatunayan sa pamamagitan ng hangganan na pagsusuri ng elemento. Ang mga istruktura ng istruktura ng bisagra ay nasuri upang matukoy ang kanilang impluwensya sa kakayahang umangkop nito. Ang isang paghahambing ay ginawa din sa pagitan ng single-sided at double-sided straight-circle-ellipse hybrid flexible hinges, at napagpasyahan na ang single-sided hinge ay nag-aalok ng mas mahusay na kapasidad ng pag-ikot at sensitivity ng pag-load. Sa pangkalahatan, ang single-sided hybrid flexible hinge ay nagbibigay ng isang promising solution para sa compact at mataas na pag-aalis ng mga aplikasyon sa engineering.
Sa mabilis na umuusbong na mga patlang ng micro-electromekanikal na teknolohiya, aerospace, at biological engineering, ang tradisyonal na mahigpit na mekanismo ay hindi na sapat upang matugunan ang mga kinakailangan sa disenyo at paggamit. Ang mga nababaluktot na mekanismo, na may kanilang maliit na sukat, kawalan ng mekanikal na alitan at gaps, at pagiging sensitibo ng mataas na paggalaw, ay nakakuha ng makabuluhang traksyon sa iba't ibang mga disiplina, kabilang ang makinarya, robotics, computer, awtomatikong kontrol, at pagsukat ng katumpakan. Ang pangunahing sangkap ng mga nababaluktot na mekanismo ay ang nababaluktot na bisagra, na gumagamit ng nababanat na pagpapapangit at mga katangian ng pagbawi sa sarili upang maalis ang nawala na paggalaw at mekanikal na alitan, sa gayon nakamit ang mas mataas na resolusyon sa pag-aalis. Ang mga single-axis flexible hinges ay maaaring maiuri batay sa kanilang mga cross-sectional na hugis, tulad ng arko, anggulo ng tingga, ellipse, parabola, at mga uri ng hyperbola. Kabilang sa mga ito, ang mga straight-round at lead anggulo ng mga bisagra ay malawakang ginagamit dahil sa kanilang mga simpleng istruktura. Gayunpaman, sa ilang mga kaso kung saan napipilitan ang puwang, ang pangangailangan para sa mga compact na istruktura ay humantong sa paglitaw ng mga single-sided flexible hinges, na natagpuan ang malawak na mga aplikasyon sa pagsukat at pagpoposisyon ng katumpakan. Ang pagtatayo sa mga pakinabang ng hybrid at unilateral flexible hinges, ang papel na ito ay nagmumungkahi ng isang unilateral hybrid na nababaluktot na bisagra, na nag -aalok ng isang nobelang diskarte sa aplikasyon ng engineering ng mga kakayahang umangkop na mga bisagra na may mga compact na istruktura at malalaking displacement.
Ang pagkalkula ng kakayahang umangkop ng unilateral straight-circle-ellipse hybrid flexible hinge:
Ang unilateral straight-circle-ellipse hybrid flexible hinge ay binubuo ng kalahati ng isang unilateral straight-bilog na bisagra at kalahati ng isang unilateral elliptical hinge. Ang mga geometric na mga parameter nito ay kinabibilangan ng lapad ng bisagra (B), minimum na kapal (T), tuwid na bilog na radius (R), haba ng bisagra (L), pangunahing axis ng ellipse (M), at semi-minor axis ng ellipse (N). Ang pagsusuri ng nababaluktot na bisagra ay batay sa pag-aakala ng isang maliit na deformed cantilever beam, na may tamang dulo na naayos at baluktot na pagpapapangit na dulot ng lakas at sandali. Ang impluwensya ng pag -load ng ehe ay isinasaalang -alang, habang ang paggugupit at mga epekto ng torsion ay napapabayaan. Ayon sa pangalawang teorema ng cassette, ang ugnayan sa pagitan ng pagpapapangit ng bisagra sa point 1 at maaaring matukoy ang inilapat na pag -load. Ang formula ng pagkalkula ng kakayahang umangkop ay nagmula batay sa relasyon na ito at ang mga coordinate ng cross-section ng bisagra. Sa pamamagitan ng integral na mga kalkulasyon, ang kakayahang umangkop ng unilateral straight-circle-ellipse hybrid flexible hinge ay maaaring makuha.
Halimbawa pagkalkula at may hangganan na pag -verify ng elemento:
Ang isang halimbawa ng pagkalkula ay isinasagawa gamit ang nakuha na formula ng pagkalkula ng kakayahang umangkop para sa iba't ibang mga halaga ng semi-minor axis (N) ng ellipse. Ang mga resulta ay inihambing sa mga resulta ng Finite Element Analysis (FEA) upang mapatunayan ang kawastuhan ng pormula. Ang error sa pagitan ng dalawang hanay ng mga resulta ay natagpuan na mas mababa sa 8%, na nagpapatunay sa bisa ng formula ng pagkalkula ng kakayahang umangkop.
Pagtatasa ng pagganap ng unilateral straight-circle-ellipse hybrid flexible hinge:
Ang kakayahang umangkop ng bisagra ay naiimpluwensyahan ng mga materyal at istruktura na mga parameter. Ang formula ng pagkalkula ng kakayahang umangkop ay nagpapakita na ang nababanat na modulus (E) ay inversely proporsyonal sa lapad ng bisagra (B). Ang iba pang mga parameter, tulad ng straight-circle radius (R), semi-major axis ng ellipse (M), semi-minor axis ng ellipse (N), at minimum na kapal (T), ay nakakaapekto rin sa kakayahang umangkop. Ang isang pagsusuri ng formula ng pagkalkula ng kakayahang umangkop ay nagpapakita na ang mga parameter nito ay pinaka -sensitibo sa mga pagbabago sa minimum na kapal (T) ng bisagra.
Paghahambing sa pagganap na may bilateral straight-circle-ellipse hybrid flexible hinge:
Ang unilateral straight-circle-ellipse hybrid flexible hinge ay inihambing sa dobleng panig na tuwid na bilog-ellipse hybrid na nababaluktot na bisagra na iminungkahi sa panitikan. Ang ratio ng kakayahang umangkop ay ginagamit bilang isang index ng pagganap, na tinukoy bilang ratio ng unilateral na kakayahang umangkop sa kakayahang umangkop sa bilateral. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang unilateral hybrid flexible hinge ay nag -aalok ng mas mahusay na kapasidad ng pag -ikot at sensitivity ng pag -load kumpara sa bilateral hybrid hinge.
Ang panukala ng isang bagong uri ng kakayahang umangkop na bisagra, ang unilateral hybrid na nababaluktot na bisagra, ay nagdadala ng mga bagong posibilidad para sa mga aplikasyon ng engineering na nangangailangan ng mga compact na istruktura at malalaking pag -iwas. Ang formula ng pagkalkula ng kakayahang umangkop ay nagmula batay sa pangalawang teorema ni Karl at napatunayan sa pamamagitan ng hangganan na pagsusuri ng elemento. Ang mga istruktura ng istruktura ng bisagra ay natagpuan na nakakaapekto sa kakayahang umangkop, na may minimum na kapal na nagsasagawa ng pinakamahalagang impluwensya. Ang unilateral hybrid flexible hinge ay gumaganap nang mas mahusay kaysa sa bilateral hybrid bisagra sa mga tuntunin ng kapasidad ng pag -ikot at sensitivity ng pag -load. Sa pangkalahatan, ang unilateral hybrid flexible hinge ay nag -aalok ng mga promising prospect para sa iba't ibang mga aplikasyon ng engineering.
Tel: +86-13929891220
Telepono: +86-13929891220
Whatsapp: +86-13929891220
E-mail: tallsenhardware@tallsen.com