Design og analyse av en ny rett rund fleksibel Hinge_Hinge Knowledge

Revidert

Abstrakt:

For å oppnå et fleksibelt hengsel med forbedret fleksibilitet og høyere rotasjonspresisjon, ble en ny design for et rett sirkulært fleksibelt hengsel utviklet. Fleksibiliteten, presisjonen og utmattelsestiden til dette nye hengslet ble sammenlignet og analysert mot et tradisjonelt rett sirkulært fleksibelt hengsel. Resultatene viste at det nye rette sirkulære fleksible hengslet viste større fleksibilitet og høyere rotasjonsnøyaktighet sammenlignet med det tradisjonelle hengslet. Utmattelsestiden til begge hengslene er nær uendelig. Samlet sett overgikk det nye fleksible hengslet det tradisjonelle hengslet og oppfylte designkravene.

1.

Fleksible hengsler har vært gjenstand for omfattende forskning på grunn av deres anvendelser i mikro-elektromekaniske systemer, presisjonsinstrumentering og mikromanipulasjon. Disse hengslene er små i størrelse, gapløse, uten mekanisk friksjon og svært følsomme. Forskere har vist interesse for design av fleksible hengsler [1-3]. Kritiske egenskaper til fleksible hengsler inkluderer stivhet (fleksibilitet), presisjon og spenningsegenskaper [4-5]. Siden fleksible hengsler er utsatt for utmattingssvikt sammenlignet med stive strukturer, er utmattingsanalyse nødvendig under designfasen [6-7].

I denne artikkelen presenteres et nytt design for et rett sirkulært fleksibelt hengsel. Fleksibiliteten, presisjonen og utmattelsestiden til dette hengslet analyseres ved hjelp av finite element-programvare Workbench 15.0. Ytelsen til det nye hengslet er sammenlignet med det tradisjonelle rette sirkulære fleksible hengslet.

2. Hengselytelsesanalyse

For å designe et pålitelig fleksibelt hengsel, er det viktig å analysere dets grunnleggende egenskaper. De primære ytelsesparametrene til et fleksibelt hengsel inkluderer fleksibilitet, presisjon og utmattelseslevetid.

2.1 Fleksibilitetsanalyse

Fleksibilitet (stivhet) er en avgjørende designparameter for fleksible hengsler. Ligning (1) viser at når andre parametere forblir konstante, resulterer en mindre hengselbredde (b) i større fleksibilitet. Derfor viser det nye rette sirkulære fleksible hengslet, med en smalere snittbredde (b1), økt fleksibilitet. Finite element-analyse ved bruk av Workbench 15.0 ble utført for å verifisere fleksibiliteten til de to hengslene. De samme materialegenskaper, belastning og grenseforhold ble brukt for begge hengslene. Rustfritt stål, med en elastisitetsmodul på 190 GPa og et Poisson-forhold på 0,305, ble valgt som materiale for hengselmodellen. Dimensjonene til det tradisjonelle rette sirkulære fleksible hengslet var: hengsellengde (a) = 30 mm, bredde (b) = 10 mm, høyde (h) = 10 mm, minimumstykkelse (t) = 1 mm, og bueradius (r) ) = 4,5 mm

Velkommen til vårt siste blogginnlegg, der vi skal dykke inn i {blog_title}! Hvis du leter etter inspirasjon, tips eller bare en god lesning om dette emnet, har du kommet til rett sted. Så ta med deg favorittdrinken din, len deg tilbake, og la oss utforske alt det er å vite om {blog_title}.