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Análise e projeto de dobradiça flexível Deform-X_Conhecimento de dobradiça

Resumo: Este artigo apresenta o projeto e análise de uma dobradiça flexível Deform-X. A rigidez equivalente da dobradiça é determinada usando cálculo, e uma fórmula de cálculo teórica para a rigidez equivalente do acoplamento flexão-torção é derivada. A exatidão da fórmula é verificada através de análise teórica e simulação ABAQUS. Uma comparação e análise de desempenho são realizadas entre a dobradiça flexível tipo X e a dobradiça flexível Deform-X. Verifica-se que o ângulo de deformação por flexão da dobradiça Deform-X é três vezes maior que o da dobradiça tipo X sob o mesmo torque. A análise de falhas revela que a faixa utilizável da dobradiça Deform-X é maior. Um modelo físico de um mecanismo planar dobrável de quatro barras baseado na dobradiça Deform-X é projetado e testado, demonstrando a capacidade de deformação esperada. Por fim, a deformação de um mecanismo de quatro barras baseado na dobradiça tipo X é comparada com a da dobradiça Deform-X sob o mesmo momento, revelando que a deformação desta última é maior.

Um mecanismo flexível é um mecanismo que utiliza a deformação elástica de componentes flexíveis para obter força ou movimento. O projeto de mecanismos flexíveis é muitas vezes mais desafiador em comparação com mecanismos rígidos devido à faixa limitada de deformação. O mecanismo de dobramento planar (mecanismos laminadores emergentes, LEMs) é vantajoso, pois pode realizar movimento tridimensional por meio do processamento plano bidimensional de placas finas. Combina características de mecanismos ortogonais, mecanismos metamórficos e mecanismos flexíveis. O fator chave na utilização de LEMs é o projeto de dobradiças flexíveis, que envolve dimensões, condições de contorno e propriedades do material. Estudos anteriores propuseram fórmulas teóricas e projetaram diferentes tipos de dobradiças flexíveis para LEMs. No entanto, este artigo se concentra no projeto de uma dobradiça flexível Deform-X, analisa seu segmento de acoplamento de flexão-torção, deriva uma fórmula de cálculo teórica para sua rigidez equivalente e conduz o desempenho de flexão e análise de falhas. Um modelo físico de um mecanismo planar dobrável de quatro barras baseado na dobradiça Deform-X também é projetado e testado.

1. Design de dobradiça flexível Deform-X:

Análise e projeto de dobradiça flexível Deform-X_Conhecimento de dobradiça 1

Com base no conceito de dobradiças flexíveis resistentes à tensão mista (MTR) proposto na literatura anterior, a dobradiça flexível Deform-X é projetada

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