Аналіз згинання, розтягування та стискаючої жорсткості та застосування чотирьох композитних гнучких шарнірів

Короткий зміст: Ця стаття надає аналіз властивостей жорсткості чотирьох складених гнучких петель. Він починається з виведення формул розрахунку для жорсткості, напруги та жорсткості стиснення чотирьох різних типів гнучких петель на основі механіки матеріалу та обчислення. Використовуючи метод кінцевих елементів, автор перевіряє правильність похідної формули обчислення жорсткості для округленого гнучкого шарніра прямого променя.

Потім у статті порівнюються та аналізують властивості жорсткості чотирьох різних складених гнучких петель. Це показує, що композитний шарнір еліптичного прямого променя має найменшу жорсткість згинання та розтягування.

Далі автор аналізує продуктивність жорсткості гнучких Т-подібних стиків за допомогою методу кінцевих елементів. Встановлено, що гнучкість та здатність компенсації деформації гнучкого Т-подібного суглоба, що складається з еліптичного композитного шарніра прямого променя, є найсильнішим.

Гнучкі петлі широко використовуються у застосуванні, які потребують невеликого кутового зміщення та обертання високої точної точності. Вони усувають повітряні подорожі та механічне тертя під час передачі. Жорсткість є важливим показником показників гнучких петель, оскільки вона відображає їх здатність протистояти зовнішнім навантаженням та гнучкості кінематичних пар.

У статті зазначається, що попередні дослідження отримали складні формули для обчислення жорсткості гнучких петель. У цьому дослідженні автор використовує основні формули механіки для отримання більш стислих виразів. Однак, через геометричні розміри фактичних гнучких петель, які не повністю відповідають припущенням теоретичного аналізу, для вивчення їх жорсткості часто використовуються методи кінцевих елементів.

Спираючись на закруглений гнучкий шарнір, автор пропонує три нові композитні гнучкі петлі: еліптичний композит прямого променя, композит Параболічного прямого променя та гіперболічні композитні петлі. Формули розрахунку жорсткості для цих чотирьох типів гнучких петель виводяться, а їх властивості жорсткості порівнюються та аналізуються.

Щоб продемонструвати застосування цих висновків, у статті досліджуються властивості жорсткості гнучких Т-подібних суглобів, використовуючи чотири композитні гнучкі петлі. Результати показують, що гнучкий Т-подібний суглоб, що складається з еліптичного композитного шарніра прямого променя, демонструє найсильнішу здатність компенсації деформації.

На закінчення, це дослідження дає цінну інформацію про властивості жорсткості різних типів композитних гнучких петель. Отримані результати можуть інформувати про розробку та застосування гнучких петлей у різних галузях, особливо в додатках, які потребують точного обертання та мінімального тертя.