Pananaliksik sa teoretikal na batayan ng pag -optimize ng disenyo ng nababaluktot na mga bisagra at nababaluktot na mga mekanismo ng katawan1

Abstract: Ang pananaliksik na ito ay nakatuon sa pag -aaral ng kakayahang umangkop na matrix ng tuwid na beam na bilugan na mga bisagra ng flexure. Ang pamamaraan ng pagkalkula ng analytical para sa pagpapapangit ng eroplano ng bisagra ay nagmula batay sa teorya ng cantilever beam. Ang closed-loop analytical model para sa kakayahang umangkop na matrix ay itinatag, at isang pinasimple na formula ng pagkalkula para sa kakayahang umangkop na matrix ay ibinibigay kapag isinasaalang-alang ang sulok ng radius at kapal ng bisagra. Bilang karagdagan, ang isang hangganan na modelo ng elemento ng bisagra ay binuo upang mapatunayan ang kawastuhan ng modelo ng analitikal. Ang kamag -anak na error sa pagitan ng mga halaga ng analytical at kunwa ng mga parameter ng kakayahang umangkop na matrix ay nasuri para sa iba't ibang mga parameter ng istraktura ng bisagra. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang modelo ng analytical ay tumpak, at ang mga kamag -anak na error ay maaaring kontrolado sa loob ng mga katanggap -tanggap na mga limitasyon.

Ang mga kakayahang umangkop na bisagra ay malawakang ginagamit sa mga aparato ng katumpakan dahil sa kanilang mga pakinabang ng mataas na resolusyon ng paggalaw, walang alitan, at simpleng proseso ng pagmamanupaktura. Ang mga bisagra na ito ay umaasa sa kanilang sariling nababanat na pagpapapangit upang maipadala o i -convert ang paggalaw, lakas, o enerhiya, tinanggal ang pangangailangan para sa mga mahigpit na sangkap. Ang mga pangunahing mga parameter ng isang nababaluktot na bisagra ay direktang nakakaapekto sa mga dinamikong katangian at katumpakan ng pagpoposisyon sa pagtatapos. Ang nakaraang pananaliksik ay nakatuon sa iba't ibang uri ng nababaluktot na mga bisagra, ngunit ang mga limitadong pag -aaral ay isinasagawa sa tuwid na beam na bilugan na mga bisagra ng flexure. Ang papel na ito ay naglalayong punan ang agwat ng pananaliksik na ito sa pamamagitan ng pag -aaral ng kakayahang umangkop sa naturang mga bisagra.

1. Flexibility matrix ng tuwid na beam na bilugan na nababaluktot na mga bisagra:

Ang tuwid na beam na bilugan na nababaluktot na bisagra ay isang istraktura ng sheet na may mga bilog na sulok upang maiwasan ang konsentrasyon ng stress. Ang mga geometric na mga parameter ng bisagra ay may kasamang taas, haba, kapal, at radius ng fillet. Ang isang closed-loop analytical model para sa kakayahang umangkop na matrix ng bisagra ay itinatag batay sa nagmula na pamamaraan ng pagkalkula ng analytical para sa pagpapapangit ng eroplano. Ang mga parameter ng kakayahang umangkop na matrix ay nasuri para sa iba't ibang mga parameter ng istraktura ng bisagra, at ang kamag -anak na error sa pagitan ng mga halaga ng analytical at kunwa ay kinakalkula.

2. Tapos na ang pag -verify ng elemento ng kakayahang umangkop sa matrix:

Upang mapatunayan ang kawastuhan ng modelo ng analitikal, ang isang hangganan na modelo ng elemento ng bisagra ay nilikha gamit ang software ng UGNX NASTRAN. Ang mga resulta ng kunwa ng bisagra na puno ng lakas/sandali ng yunit ay inihambing sa mga halaga ng analitikal. Ang kamag -anak na error sa pagitan ng mga halaga ng analytical at kunwa ng mga parameter ng kakayahang umangkop na matrix ay nasuri para sa iba't ibang mga ratios ng haba ng bisagra sa kapal (L/T) at sulok ng radius sa kapal (R/T).

2.1 Epekto ng L/T sa Flexibility Matrix Parameter:

Ang kamag -anak na error sa pagitan ng mga halaga ng analytical at kunwa ng mga parameter ng kakayahang umangkop na matrix ay natagpuan na nasa loob ng 5.5% kapag ang ratio l/t ay mas malaki kaysa o katumbas ng 4. Para sa mga ratios na mas mababa sa 4, ang kamag -anak na error ay tumataas nang malaki dahil sa mga limitasyon ng payat na pag -aakala ng beam. Samakatuwid, ang modelong closed-loop analytical ay angkop para sa mga bisagra na may mas malaking ratios ng L/T.

2.2 Epekto ng R/T sa mga parameter ng Flexibility Matrix:

Ang kamag -anak na error sa pagitan ng mga halaga ng analytical at kunwa ng mga parameter ng kakayahang umangkop na matrix ay nagdaragdag sa pagtaas ng ratio R/T. Para sa mga ratios sa pagitan ng 0.1 at 0.5, ang kamag -anak na error ay maaaring kontrolado sa loob ng 9%. Para sa mga ratios sa pagitan ng 0.2 at 0.3, ang kamag -anak na error ay maaaring kontrolado sa loob ng 6.5%.

2.3 Epekto ng R/T sa pinasimple na mga parameter ng matrix ng kakayahang umangkop:

Ang pinasimple na mga pormula ng analytical para sa mga parameter ng kakayahang umangkop na matrix ay ibinibigay na isinasaalang -alang ang ratio r/t. Ang kamag -anak na error sa pagitan ng pinasimple na mga halaga ng analytical at ang mga halaga ng kunwa ay nagdaragdag na may pagtaas sa ratio R/T. Para sa mga ratios sa pagitan ng 0.3 at 0.2, ang kamag -anak na error ay maaaring kontrolado sa loob ng 9% at 7%, ayon sa pagkakabanggit.

Ang binuo closed-loop analytical model ng kakayahang umangkop na matrix para sa tuwid na beam na bilugan na mga bisagra ng flexure ay nagbibigay ng isang teoretikal na batayan para sa disenyo at pag-optimize ng mga kakayahang umangkop at mekanismo. Ang kawastuhan ng modelo ay napatunayan sa pamamagitan ng mga hangganan na elemento ng simulation, at ang mga kamag -anak na error ay nasa loob ng katanggap -tanggap na mga limitasyon para sa iba't ibang mga parameter ng istraktura ng bisagra. Ang pananaliksik na ito ay nag -aambag sa pag -unawa at aplikasyon ng tuwid na beam na bilugan na mga bisagra ng flexure sa iba't ibang mga aparato ng katumpakan.