Aosite, sindsdien 1993
Beoordeeld
Abstract:
Om een flexibel scharnier met verbeterde flexibiliteit en hogere rotatieprecisie te bereiken, werd een nieuw ontwerp voor een recht, cirkelvormig flexibel scharnier ontwikkeld. De flexibiliteit, precisie en levensduur van dit nieuwe scharnier werden vergeleken en geanalyseerd met een traditioneel, recht, cirkelvormig flexibel scharnier. De resultaten toonden aan dat het nieuwe, rechte, ronde, flexibele scharnier een grotere flexibiliteit en een hogere rotatienauwkeurigheid vertoonde in vergelijking met het traditionele scharnier. De vermoeiingslevensduur van beide scharnieren is bijna oneindig. Over het geheel genomen presteerde het nieuwe flexibele scharnier beter dan het traditionele scharnier en voldeed het aan de ontwerpvereisten.
1.
Flexibele scharnieren zijn het onderwerp geweest van uitgebreid onderzoek vanwege hun toepassingen in micro-elektromechanische systemen, precisie-instrumentatie en micromanipulatie. Deze scharnieren zijn klein van formaat, zonder openingen, zonder mechanische wrijving en zeer gevoelig. Onderzoekers hebben interesse getoond in het ontwerp van flexibele scharnieren [1-3]. Kritische eigenschappen van flexibele scharnieren zijn onder meer stijfheid (flexibiliteit), precisie en spanningskenmerken [4-5]. Omdat flexibele scharnieren gevoelig zijn voor vermoeidheidsbreuken in vergelijking met starre constructies, is vermoeiingsanalyse noodzakelijk tijdens de ontwerpfase [6-7].
In dit artikel wordt een nieuw ontwerp voor een recht, rond, flexibel scharnier gepresenteerd. De flexibiliteit, precisie en levensduur van dit scharnier worden geanalyseerd met behulp van eindige-elementensoftware Workbench 15.0. De prestaties van het nieuwe scharnier worden vergeleken met die van het traditionele, rechte, ronde, flexibele scharnier.
2. Scharnierprestatieanalyse
Om een betrouwbaar flexibel scharnier te ontwerpen, is het essentieel om de fundamentele kenmerken ervan te analyseren. De belangrijkste prestatieparameters van een flexibel scharnier zijn flexibiliteit, precisie en levensduur tegen vermoeidheid.
2.1 Flexibiliteitsanalyse
Flexibiliteit (stijfheid) is een cruciale ontwerpparameter voor flexibele scharnieren. Vergelijking (1) laat zien dat wanneer andere parameters constant blijven, een kleinere scharnierbreedte (b) resulteert in een grotere flexibiliteit. Daarom vertoont het nieuwe rechte cirkelvormige flexibele scharnier, met een smallere incisiebreedte (b1), verbeterde flexibiliteit. Er werd een eindige-elementenanalyse uitgevoerd met behulp van Workbench 15.0 om de flexibiliteit van de twee scharnieren te verifiëren. Voor beide scharnieren werden dezelfde materiaaleigenschappen, belasting en randvoorwaarden toegepast. Als materiaal voor het scharniermodel werd gekozen voor roestvrij staal, met een elasticiteitsmodulus van 190 GPa en een Poisson-verhouding van 0,305. De afmetingen van het traditionele rechte ronde flexibele scharnier waren: scharnierlengte (a) = 30 mm, breedte (b) = 10 mm, hoogte (h) = 10 mm, minimale dikte (t) = 1 mm, en boogradius (r ) = 4,5 mm
Welkom bij onze nieuwste blogpost, waarin we dieper ingaan op {blog_title}! Als je op zoek bent naar inspiratie, tips of gewoon lekker lezen over dit onderwerp, dan ben je hier aan het juiste adres. Dus pak je favoriete drankje, leun achterover en laten we alles ontdekken wat er te weten valt over {blog_title}.