Аналіз згинання, розтягування та стискаючої жорсткості та застосування чотирьох композитних гнучких шарнірів1

Короткий зміст: На основі відповідних знань матеріальної механіки та обчислення формули обчислення жорсткості, напруги та жорсткості стиснення чотирьох композитних гнучких петель. Входячи з закругленого променя гнучкого шарніра, як приклад, формула обчислення жорсткості перевіряється за допомогою методу кінцевих елементів. Порівняються та аналізуються властивості жорсткості чотирьох складених гнучких петель. Результати показують, що композитний шарнір еліптичного прямого променя має найменшу жорсткість згинання та розтягування. У гнучкій Т-подібній структурі суглоба гнучка Т-подібна форма суглоба, що складається з еліптичного композитного шарніра прямого променя, має найсильнішу здатність компенсації деформації.

Гнучкі петлі широко використовуються у застосуванні, які потребують невеликого кутового переміщення та обертання високої точної точності, усуваючи повітряні рухи та механічне тертя. На основі типу структури гнучкі петлі можна класифікувати на різні типи. Жорсткість є важливим показником продуктивності для гнучких петель, що відображає їх здатність протистояти зовнішнім навантаженням та їх гнучкості. Це дослідження має на меті отримати формули обчислення жорсткості для чотирьох композитних гнучких петель та порівняти їх властивості жорсткості.

1. Встановлення формули розрахунку жорсткості:

1.1 Формули розрахунку для жорсткості згинання закругленого прямого променя та еліптичних композитних петель прямих променів отримують на основі механіки матеріалу та обчислення.

1.2 Формули розрахунку жорсткості для параболічних та гіперболічних композитних петель прямих променів отримують за допомогою другої теореми Карла.

2. Перевірка формули розрахунку жорсткості:

Похідна формула обчислення жорсткості для округленого гнучкого шару прямого променя перевіряється за допомогою методу кінцевих елементів. Обчислені значення жорсткості згинання та розтягування/стиснення порівнюються з аналітичними рішеннями для визначення точності формули.

3. Аналіз жорсткості чотирьох складених гнучких петель:

Порівняються та аналізуються властивості жорсткості чотирьох складених гнучких петель. На основі похідних формул розрахунку жорсткості значень жорсткості згинання та розтягування для кожного шарніра обчислюється та порівнюється.

4. Приклади застосування:

Чотири композитні гнучкі петлі застосовуються до гнучкої Т-подібної структури. Властивості жорсткості кожного гнучкого Т-подібного суглоба аналізуються за допомогою методу кінцевих елементів. Результати показують, що гнучкий Т-подібний суглоб, що складається з еліптичного композитного шарніра прямого променя, має найсильнішу здатність компенсації деформації.

Похідні формули розрахунку жорсткості для чотирьох складених гнучких петель перевіряються точними. Властивості жорсткості чотирьох петель порівнюються та аналізуються, а гнучкий Т-подібний стиль, що складається з еліптичного композитного шарніра прямого променя, має найкращу ємність руху та чутливість до навантаження. Це дослідження дає цінну інформацію для проектування та застосування композитних гнучких петлей у різних галузях.