새로운 직선형 원형 유연힌지의 설계 및 해석_Hinge 지식

개정됨

추상적인:

향상된 유연성과 더 높은 회전 정밀도를 갖춘 유연한 힌지를 얻기 위해 직선형 원형 유연한 힌지에 대한 새로운 디자인이 개발되었습니다. 이 새로운 힌지의 유연성, 정밀도 및 피로 수명을 기존의 직선형 원형 유연한 힌지와 비교 분석했습니다. 결과는 새로운 직선 원형 플렉서블 힌지가 기존 힌지에 비해 더 큰 유연성과 더 높은 회전 정확도를 나타냄을 보여주었습니다. 두 힌지의 피로 수명은 무한에 가깝습니다. 전반적으로 새로운 유연한 힌지는 기존 힌지보다 성능이 뛰어나고 설계 요구 사항을 충족했습니다.

1.

유연한 힌지는 미세 전자 기계 시스템, 정밀 기기 및 미세 조작 분야의 응용으로 인해 광범위한 연구 주제였습니다. 이 경첩은 크기가 작고 간격이 없으며 기계적 마찰이 없으며 매우 민감합니다. 연구자들은 유연한 힌지 설계에 관심을 보였습니다[1-3]. 유연한 힌지의 중요한 특성에는 강성(유연성), 정밀도 및 응력 특성이 포함됩니다[4-5]. 유연한 힌지는 강체 구조에 비해 피로 파괴가 발생하기 쉽기 때문에 설계 단계에서 피로 해석이 필요합니다[6-7].

본 논문에서는 직선형 원형 플렉서블 힌지의 새로운 설계를 제시합니다. 이 힌지의 유연성, 정밀도 및 피로 수명은 유한 요소 소프트웨어 Workbench 15.0을 사용하여 분석됩니다. 새로운 힌지의 성능은 기존의 직선형 원형 플렉서블 힌지와 비교됩니다.

2. 힌지 성능 분석

신뢰할 수 있는 유연한 힌지를 설계하려면 기본 특성을 분석하는 것이 필수적입니다. 유연한 힌지의 주요 성능 매개변수에는 유연성, 정밀도 및 피로 수명이 포함됩니다.

2.1 유연성 분석

유연성(강성)은 유연한 힌지의 중요한 설계 매개변수입니다. 방정식(1)은 다른 매개변수가 일정하게 유지될 때 힌지 너비(b)가 작을수록 유연성이 더 크다는 것을 보여줍니다. 따라서 절개 폭(b1)이 더 좁아진 새로운 직선형 원형 플렉서블 힌지는 향상된 유연성을 나타냅니다. 두 힌지의 유연성을 검증하기 위해 Workbench 15.0을 사용한 유한요소해석을 수행했습니다. 두 힌지에는 동일한 재료 특성, 하중 및 경계 조건이 적용되었습니다. 탄성 계수가 190GPa이고 포아송 비가 0.305인 스테인레스 스틸이 힌지 모델의 재료로 선택되었습니다. 전통적인 직선형 원형 플렉서블 힌지의 치수는 힌지 길이(a) = 30mm, 너비(b) = 10mm, 높이(h) = 10mm, 최소 두께(t) = 1mm, 호 반경(r)이었습니다. ) = 4.5mm

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