Progettazione e analisi di una nuova cerniera flessibile tonda_dritta Conoscenza della cerniera

Revisionato

Astratto:

Per ottenere una cerniera flessibile con flessibilità migliorata e maggiore precisione di rotazione, è stato sviluppato un nuovo design per una cerniera flessibile circolare diritta. La flessibilità, la precisione e la durata a fatica di questa nuova cerniera sono state confrontate e analizzate rispetto a una tradizionale cerniera flessibile circolare diritta. I risultati hanno dimostrato che la nuova cerniera flessibile circolare diritta mostrava maggiore flessibilità e maggiore precisione di rotazione rispetto alla cerniera tradizionale. La durata a fatica di entrambe le cerniere è prossima all'infinito. Nel complesso, la nuova cerniera flessibile ha sovraperformato la cerniera tradizionale e ha soddisfatto i requisiti di progettazione.

1.

Le cerniere flessibili sono state oggetto di ricerche approfondite a causa delle loro applicazioni in sistemi microelettromeccanici, strumentazione di precisione e micromanipolazione. Queste cerniere sono di piccole dimensioni, senza fessure, prive di attrito meccanico e altamente sensibili. I ricercatori hanno mostrato interesse per la progettazione di cerniere flessibili [1-3]. Le proprietà critiche delle cerniere flessibili includono rigidità (flessibilità), precisione e caratteristiche di sollecitazione [4-5]. Poiché le cerniere flessibili sono soggette a rottura per fatica rispetto alle strutture rigide, l'analisi della fatica è necessaria durante la fase di progettazione [6-7].

In questo articolo viene presentato un nuovo progetto per una cerniera flessibile circolare diritta. La flessibilità, la precisione e la durata a fatica di questa cerniera vengono analizzate utilizzando il software a elementi finiti Workbench 15.0. Le prestazioni della nuova cerniera sono paragonabili a quelle della tradizionale cerniera flessibile circolare diritta.

2. Analisi delle prestazioni delle cerniere

Per progettare una cerniera flessibile affidabile è fondamentale analizzarne le caratteristiche fondamentali. I parametri prestazionali primari di una cerniera flessibile includono flessibilità, precisione e durata a fatica.

2.1 Analisi della flessibilità

La flessibilità (rigidezza) è un parametro di progettazione cruciale per le cerniere flessibili. L'equazione (1) mostra che quando gli altri parametri rimangono costanti, una larghezza della cerniera inferiore (b) si traduce in una maggiore flessibilità. Pertanto, la nuova cerniera flessibile circolare diritta, con una larghezza di incisione più stretta (b1), mostra una maggiore flessibilità. È stata condotta l'analisi agli elementi finiti utilizzando Workbench 15.0 per verificare la flessibilità delle due cerniere. Per entrambe le cerniere sono state applicate le stesse proprietà del materiale, carico e condizioni al contorno. Come materiale per il modello di cerniera è stato scelto l'acciaio inossidabile, con un modulo elastico di 190 GPa e un rapporto di Poisson di 0,305. Le dimensioni della tradizionale cerniera flessibile circolare diritta erano: lunghezza della cerniera (a) = 30 mm, larghezza (b) = 10 mm, altezza (h) = 10 mm, spessore minimo (t) = 1 mm e raggio dell'arco (r ) = 4,5 mm

Benvenuti nel nostro ultimo post sul blog, in cui approfondiremo {blog_title}! Se stai cercando ispirazione, suggerimenti o semplicemente una buona lettura su questo argomento, sei nel posto giusto. Quindi prendi la tua bevanda preferita, siediti ed esploriamo tutto quello che c'è da sapere su {blog_title}.