Projektowanie i analiza nowego, prostego, okrągłego, elastycznego zawiasu. Wiedza o zawiasach

Poprawiony

Abstrakcyjny:

Aby uzyskać elastyczny zawias o zwiększonej elastyczności i większej precyzji obrotu, opracowano nowatorską konstrukcję prostego, okrągłego, elastycznego zawiasu. Porównano i przeanalizowano elastyczność, precyzję i trwałość zmęczeniową nowego zawiasu z tradycyjnym, prostym, okrągłym, elastycznym zawiasem. Wyniki wykazały, że nowy prosty, okrągły, elastyczny zawias wykazywał większą elastyczność i większą dokładność obrotu w porównaniu z tradycyjnym zawiasem. Trwałość zmęczeniowa obu zawiasów jest bliska nieskończoności. Ogólnie rzecz biorąc, nowy elastyczny zawias przewyższał tradycyjny zawias i spełniał wymagania projektowe.

1.

Elastyczne zawiasy były przedmiotem szeroko zakrojonych badań ze względu na ich zastosowanie w układach mikroelektromechanicznych, precyzyjnym oprzyrządowaniu i mikromanipulacji. Zawiasy te są małe, pozbawione przerw, pozbawione tarcia mechanicznego i bardzo wrażliwe. Badacze wykazali zainteresowanie projektowaniem elastycznych zawiasów [1-3]. Krytyczne właściwości elastycznych zawiasów obejmują sztywność (elastyczność), precyzję i charakterystykę naprężenia [4-5]. Ponieważ elastyczne zawiasy są podatne na uszkodzenia zmęczeniowe w porównaniu do konstrukcji sztywnych, konieczna jest analiza zmęczenia na etapie projektowania [6-7].

W artykule przedstawiono nową konstrukcję prostego okrągłego zawiasu elastycznego. Elastyczność, precyzja i trwałość zmęczeniowa tego zawiasu są analizowane przy użyciu oprogramowania do elementów skończonych Workbench 15.0. Wydajność nowego zawiasu porównuje się z wydajnością tradycyjnego, prostego, okrągłego, elastycznego zawiasu.

2. Analiza wydajności zawiasów

Aby zaprojektować niezawodny, elastyczny zawias, należy przeanalizować jego podstawowe cechy. Podstawowe parametry użytkowe elastycznego zawiasu obejmują elastyczność, precyzję i trwałość zmęczeniową.

2.1 Analiza elastyczności

Elastyczność (sztywność) jest kluczowym parametrem konstrukcyjnym elastycznych zawiasów. Równanie (1) pokazuje, że gdy inne parametry pozostają stałe, mniejsza szerokość zawiasu (b) skutkuje większą elastycznością. Dlatego nowy prosty, okrągły, elastyczny zawias o węższej szerokości nacięcia (b1) charakteryzuje się zwiększoną elastycznością. Przeprowadzono analizę elementów skończonych przy użyciu programu Workbench 15.0 w celu sprawdzenia elastyczności dwóch zawiasów. Dla obu przegubów zastosowano te same właściwości materiału, obciążenie i warunki brzegowe. Jako materiał na model zawiasu wybrano stal nierdzewną o module sprężystości 190 GPa i współczynniku Poissona 0,305. Wymiary tradycyjnego prostego okrągłego zawiasu elastycznego wynosiły: długość zawiasu (a) = 30 mm, szerokość (b) = 10 mm, wysokość (h) = 10 mm, minimalna grubość (t) = 1 mm i promień łuku (r ) = 4,5 mm

Witamy w naszym najnowszym poście na blogu, w którym zagłębimy się w {blog_title}! Jeśli szukasz inspiracji, porad, lub po prostu dobrej lektury na ten temat to dobrze trafiłeś. Więc weź swojego ulubionego drinka, usiądź wygodnie i odkryjmy wszystko, co warto wiedzieć o {blog_title}.