Progettazione e analisi delle cerniere flessibili Deform-X_Conoscenza delle cerniere

Abstract: Questo articolo presenta la progettazione e l'analisi di una cerniera flessibile Deform-X. La rigidezza equivalente della cerniera viene determinata mediante calcolo e viene derivata una formula di calcolo teorico per la rigidezza equivalente dell'accoppiamento flessione-torsione. La correttezza della formula viene verificata attraverso l'analisi teorica e la simulazione ABAQUS. Viene condotto un confronto e un'analisi delle prestazioni tra la cerniera flessibile di tipo X e la cerniera flessibile Deform-X. Si è riscontrato che l'angolo di deformazione e flessione della cerniera Deform-X è tre volte maggiore di quello della cerniera di tipo X con la stessa coppia. L'analisi dei guasti rivela che il raggio d'azione della cerniera Deform-X è maggiore. Viene progettato e testato un modello fisico di un meccanismo planare pieghevole a quattro barre basato sulla cerniera Deform-X, dimostrando la capacità di deformazione prevista. Infine, la deformazione di un meccanismo a quattro barre basato sulla cerniera di tipo X è stata confrontata con quella della cerniera Deform-X con lo stesso momento, rivelando che la deformazione di quest'ultima è maggiore.

Un meccanismo flessibile è un meccanismo che utilizza la deformazione elastica di componenti flessibili per ottenere forza o movimento. La progettazione di meccanismi flessibili è spesso più impegnativa rispetto a quella di meccanismi rigidi a causa del range di deformazione limitato. Il meccanismo di piegatura planare (Laminaemergentmechanisms, LEM) è vantaggioso in quanto può realizzare un movimento tridimensionale attraverso la lavorazione bidimensionale del piano della piastra sottile. Combina caratteristiche di meccanismi ortogonali, meccanismi metamorfici e meccanismi flessibili. Il fattore chiave nell'utilizzo dei LEM è la progettazione di cerniere flessibili, che coinvolge dimensioni, condizioni al contorno e proprietà dei materiali. Studi precedenti hanno proposto formule teoriche e progettato diversi tipi di cerniere flessibili per LEM. Tuttavia, questo articolo si concentra sulla progettazione di una cerniera flessibile Deform-X, ne analizza il segmento di accoppiamento flessione-torsione, ricava una formula di calcolo teorico per la sua rigidità equivalente e conduce l'analisi delle prestazioni di flessione e dei guasti. Viene inoltre progettato e testato un modello fisico di un meccanismo planare pieghevole a quattro barre basato sulla cerniera Deform-X.

1. Design della cerniera flessibile Deform-X:

Basandosi sul concetto di cerniera flessibile resistente alla tensione mista (MTR) proposto nella letteratura precedente, la cerniera flessibile Deform-X è progettata

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