Проектирование и анализ нового прямого круглого гибкого шарнира_Знания о петлях

Пересмотренный

Абстрактный:

Чтобы добиться гибкого шарнира с повышенной гибкостью и более высокой точностью вращения, была разработана новая конструкция прямого круглого гибкого шарнира. Гибкость, точность и усталостная долговечность этого нового шарнира сравнивались и анализировались с традиционным прямым круглым гибким шарниром. Результаты показали, что новый прямой круглый гибкий шарнир обладает большей гибкостью и более высокой точностью вращения по сравнению с традиционным шарниром. Усталостная долговечность обоих шарниров близка к бесконечности. В целом новый гибкий шарнир превзошел традиционный шарнир и соответствовал требованиям конструкции.

1.

Гибкие шарниры стали предметом обширных исследований в связи с их применением в микроэлектромеханических системах, прецизионных приборах и микроманипуляциях. Эти петли имеют небольшие размеры, не имеют зазоров, лишены механического трения и обладают высокой чувствительностью. Исследователи проявили интерес к конструкции гибких шарниров [1-3]. К критическим свойствам гибких шарниров относятся жесткость (гибкость), точность и нагрузочные характеристики [4-5]. Поскольку гибкие шарниры склонны к усталостному разрушению по сравнению с жесткими конструкциями, анализ усталости необходим на этапе проектирования [6-7].

В этой статье представлена ​​новая конструкция прямого круглого гибкого шарнира. Гибкость, точность и усталостная долговечность этого шарнира анализируются с использованием программного обеспечения для конечных элементов Workbench 15.0. Характеристики новой петли сравниваются с эффективностью традиционной прямой круглой гибкой петли.

2. Анализ производительности шарниров

Для проектирования надежного гибкого шарнира необходимо проанализировать его основные характеристики. Основные рабочие параметры гибкого шарнира включают гибкость, точность и усталостную долговечность.

2.1 Анализ гибкости

Гибкость (жесткость) является важнейшим параметром конструкции гибких петель. Уравнение (1) показывает, что, когда другие параметры остаются постоянными, меньшая ширина шарнира (b) приводит к большей гибкости. Таким образом, новый прямой круглый гибкий шарнир с более узкой шириной надреза (b1) демонстрирует повышенную гибкость. Анализ методом конечных элементов с использованием Workbench 15.0 был проведен для проверки гибкости двух петель. Для обоих шарниров применялись одинаковые свойства материала, нагрузка и граничные условия. В качестве материала модели шарнира была выбрана нержавеющая сталь с модулем упругости 190 ГПа и коэффициентом Пуассона 0,305. Размеры традиционного прямого круглого гибкого шарнира составляли: длина петли (а) = 30 мм, ширина (б) = 10 мм, высота (h) = 10 мм, минимальная толщина (t) = 1 мм и радиус дуги (r). ) = 4,5 мм

Добро пожаловать в нашу последнюю публикацию в блоге, где мы углубимся в {blog_title}! Если вы ищете вдохновение, советы или просто полезное чтение по этой теме, вы попали по адресу. Так что возьмите свой любимый напиток, расслабьтесь и давайте изучим все, что нужно знать о {blog_title}.