Phân tích mệt mỏi của chùm tia thẳng tròn bản lề linh hoạt

Tóm tắt: Hiệu suất mệt mỏi của bản lề linh hoạt, đặc biệt là những bản có hình dạng đặc biệt, chưa được nghiên cứu rộng rãi. Nghiên cứu này nhằm mục đích phân tích hiệu suất mệt mỏi của bản lề linh hoạt composite, cung cấp sức mạnh được cải thiện, độ chính xác định vị và khả năng chống mỏi so với bản lề linh hoạt điển hình. Các thí nghiệm mô phỏng phần tử hữu hạn đã được thực hiện để tính toán tuổi thọ mỏi của các bản lề linh hoạt chùm tia tròn tròn, cung cấp những hiểu biết có giá trị cho thiết kế kỹ thuật của bản lề linh hoạt mới.

Bản lề linh hoạt đóng một vai trò quan trọng trong các cơ chế tuân thủ, nhưng chúng thường phải chịu những hạn chế như không gian di chuyển hạn chế, cường độ yếu và phạm vi ứng dụng hẹp. Bản lề linh hoạt composite cung cấp một giải pháp cho những vấn đề này, thể hiện sự giải phóng mặt bằng giảm, tăng độ chính xác định vị và tăng cường hiệu suất mệt mỏi. Trong những năm gần đây, công nghệ mô phỏng máy tính, đặc biệt là phân tích yếu tố hữu hạn, đã ngày càng trở nên phổ biến trong phát triển sản phẩm. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng công nghệ mô phỏng mỏi phần tử hữu hạn để phân tích sự phân bố tuổi thọ mỏi của bản lề linh hoạt tổng hợp, cho phép xác định sớm các điểm yếu trong giai đoạn thiết kế.

Phương pháp và quy trình phân tích mệt mỏi:

Phân tích mệt mỏi đề cập đến việc đánh giá thiệt hại vật liệu và thất bại dưới tải theo chu kỳ. Hai dạng tổn thương mệt mỏi thường được quan sát bao gồm mệt mỏi chu kỳ thấp và mệt mỏi chu kỳ cao. Phương pháp phân tích mỏi được sử dụng phụ thuộc vào loại thiệt hại mệt mỏi. Các phương pháp truyền thống như căng thẳng danh nghĩa, căng thẳng cục bộ, sức mạnh trường căng thẳng và phương pháp năng lượng đã được sử dụng rộng rãi trong thiết kế kỹ thuật. Tuy nhiên, công nghệ mô phỏng mỏi phần tử hữu hạn cung cấp một số lợi thế so với các phương pháp truyền thống, bao gồm việc xác định phân phối tuổi thọ mỏi trên các bề mặt một phần, tránh các thiết kế xấu và xác định sớm các vị trí yếu trong giai đoạn thiết kế ban đầu.

Phương pháp:

Để phân tích hiệu suất mỏi của bản lề linh hoạt chùm tia tròn tròn, một mô hình toán học được thiết lập bằng phần mềm phân tích phần tử hữu hạn (ANSYS). Mô hình được coi là các tham số hình học, chẳng hạn như chiều rộng, chiều cao, độ dày, bán kính và chiều dài của phần chùm thẳng. Mô phỏng phần tử hữu hạn được tiến hành để xác định sự phân bố ứng suất uốn cong của bản lề linh hoạt dưới các tải khác nhau. Kết quả căng thẳng cho thấy căng thẳng tối đa được đặt tại ngã ba của hai hình dạng notch.

Phân tích mệt mỏi của bản lề linh hoạt chùm tia tròn tròn:

Phân tích mệt mỏi của các bản lề linh hoạt chùm tia tròn tròn liên quan đến việc nhập phân phối ứng suất thu được từ phân tích phần tử hữu hạn vào một hệ thống phân tích mệt mỏi. Đường cong S-N thích hợp của vật liệu đã được chọn và phổ tải được nhập. Phân tích mệt mỏi cung cấp những hiểu biết sâu sắc về cuộc sống mệt mỏi của vị trí yếu của bản lề linh hoạt. Phân tích xem xét nút ứng suất tối đa và cho thấy tuổi thọ mệt mỏi khoảng 617.580 chu kỳ. Nó được phân loại là mệt mỏi chu kỳ cao.

Thông qua các thí nghiệm mô phỏng phần tử hữu hạn, nghiên cứu này đã phân tích thành công hiệu suất mệt mỏi của bản lề linh hoạt chùm tia tròn tròn. Kết quả chỉ ra rằng bản lề linh hoạt composite, bao gồm các loại chùm tia thẳng tròn, đã thể hiện sức mạnh mệt mỏi tốt hơn so với bản lề linh hoạt truyền thống. Tuy nhiên, nghiên cứu sâu hơn là cần thiết để khám phá các bản lề linh hoạt cong khác, chẳng hạn như hyperbola, hình elip và parabola. Các phát hiện đóng góp vào sự hiểu biết về hành vi mệt mỏi trong bản lề linh hoạt composite và cung cấp một cơ sở lý thuyết để cải thiện thiết kế kỹ thuật.