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Résumé : Cet article présente la conception et l'analyse d'une charnière flexible Deform-X. La rigidité équivalente de la charnière est déterminée à l'aide d'un calcul, et une formule de calcul théorique pour la rigidité équivalente du couplage flexion-torsion est dérivée. L'exactitude de la formule est vérifiée par analyse théorique et simulation ABAQUS. Une comparaison et une analyse des performances sont effectuées entre la charnière flexible de type X et la charnière flexible Deform-X. On constate que l'angle de déformation en flexion de la charnière Deform-X est trois fois supérieur à celui de la charnière de type X sous le même couple. L'analyse des défaillances révèle que la plage d'utilisation de la charnière Deform-X est plus grande. Un modèle physique d'un mécanisme planaire pliant à quatre barres basé sur la charnière Deform-X est conçu et testé, démontrant la capacité de déformation attendue. Enfin, la déformation d'un mécanisme à quatre barres basé sur la charnière de type X est comparée à celle de la charnière Deform-X sous le même moment, révélant que la déformation de cette dernière est plus importante.
Un mécanisme flexible est un mécanisme qui utilise la déformation élastique de composants flexibles pour obtenir une force ou un mouvement. La conception de mécanismes flexibles est souvent plus difficile que celle de mécanismes rigides en raison de la plage de déformation limitée. Le mécanisme de pliage plan (Laminaemergentmechanisms, LEM) est avantageux car il peut réaliser un mouvement tridimensionnel grâce au traitement bidimensionnel d'un plan de plaque mince. Il combine les caractéristiques des mécanismes orthogonaux, des mécanismes métamorphiques et des mécanismes flexibles. Le facteur clé dans l’utilisation des LEM est la conception de charnières flexibles, qui implique les dimensions, les conditions aux limites et les propriétés des matériaux. Des études antérieures ont proposé des formules théoriques et conçu différents types de charnières flexibles pour les LEM. Cependant, cet article se concentre sur la conception d'une charnière flexible Deform-X, analyse son segment de couplage flexion-torsion, dérive une formule de calcul théorique pour sa rigidité équivalente et effectue une analyse des performances de flexion et de rupture. Un modèle physique d’un mécanisme planaire pliant à quatre barres basé sur la charnière Deform-X est également conçu et testé.
1. Conception de charnière flexible Deform-X:
Basée sur le concept de charnières flexibles résistantes à la tension mixte (MTR) proposé dans la littérature précédente, la charnière flexible Deform-X est conçue
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