Design og analyse af en ny lige rund fleksibel Hinge_Hinge Knowledge

Revideret

Abstrakt:

For at opnå et fleksibelt hængsel med forbedret fleksibilitet og højere rotationspræcision blev der udviklet et nyt design til et lige cirkulært fleksibelt hængsel. Fleksibiliteten, præcisionen og udmattelsestiden for dette nye hængsel blev sammenlignet og analyseret med et traditionelt lige cirkulært fleksibelt hængsel. Resultaterne viste, at det nye lige cirkulære fleksible hængsel udviste større fleksibilitet og højere rotationsnøjagtighed sammenlignet med det traditionelle hængsel. Træthedslevetiden for begge hængsler er tæt på uendelig. Samlet set overgik det nye fleksible hængsel det traditionelle hængsel og opfyldte designkravene.

1.

Fleksible hængsler har været genstand for omfattende forskning på grund af deres anvendelser i mikro-elektromekaniske systemer, præcisionsinstrumentering og mikromanipulation. Disse hængsler er små i størrelse, uden mellemrum, uden mekanisk friktion og meget følsomme. Forskere har vist interesse for design af fleksible hængsler [1-3]. Kritiske egenskaber ved fleksible hængsler omfatter stivhed (fleksibilitet), præcision og spændingsegenskaber [4-5]. Da fleksible hængsler er tilbøjelige til udmattelsessvigt sammenlignet med stive strukturer, er udmattelsesanalyse nødvendig i designfasen [6-7].

I dette papir præsenteres et nyt design til et lige cirkulært fleksibelt hængsel. Fleksibiliteten, præcisionen og udmattelsestiden for dette hængsel analyseres ved hjælp af finite element software Workbench 15.0. Ydeevnen af ​​det nye hængsel sammenlignes med det traditionelle lige cirkulære fleksible hængsel.

2. Analyse af hængselydelse

For at designe et pålideligt fleksibelt hængsel er det vigtigt at analysere dets grundlæggende egenskaber. De primære ydeevneparametre for et fleksibelt hængsel omfatter fleksibilitet, præcision og udmattelseslevetid.

2.1 Fleksibilitetsanalyse

Fleksibilitet (stivhed) er en afgørende designparameter for fleksible hængsler. Ligning (1) viser, at når andre parametre forbliver konstante, resulterer en mindre hængselbredde (b) i større fleksibilitet. Derfor udviser det nye lige cirkulære fleksible hængsel, med en smallere snitbredde (b1), øget fleksibilitet. Finite element-analyse ved hjælp af Workbench 15.0 blev udført for at verificere fleksibiliteten af ​​de to hængsler. De samme materialeegenskaber, belastning og grænsebetingelser blev anvendt for begge hængsler. Rustfrit stål, med et elasticitetsmodul på 190 GPa og et Poissons forhold på 0,305, blev valgt som materiale til hængselmodellen. Dimensionerne af det traditionelle lige cirkulære fleksible hængsel var: hængsellængde (a) = 30 mm, bredde (b) = 10 mm, højde (h) = 10 mm, minimumstykkelse (t) = 1 mm og bueradius (r) ) = 4,5 mm

Velkommen til vores seneste blogindlæg, hvor vi dykker ned i {blog_title}! Hvis du leder efter inspiration, tips eller bare en god læsning om dette emne, er du kommet til det rigtige sted. Så tag din yndlingsdrink, læn dig tilbage, og lad os udforske alt, hvad der er at vide om {blog_title}.