изгиб

Изгиб — это гибкий элемент (или комбинация элементов), спроектированный так, чтобы обеспечивать гибкость при определенных степенях свободы . ^{[ 1 ]} Изгибы — это конструктивная особенность, используемая инженерами-конструкторами (обычно инженерами-механиками ) для обеспечения корректировки или соответствия конструкции.

Типы изгибов

Большинство конструкций со сложным изгибом состоят из трех основных типов изгиба: ^{[ 2 ]}

Изгиб штифта - тонкий стержень или цилиндр из материала, ограничивающий три степени свободы, когда геометрия соответствует вырезу.
Изгиб лезвия - тонкий лист материала, ограничивает три степени свободы.
Изгиб выемки — тонкий вырез с обеих сторон толстого куска материала, ограничивающий пять степеней свободы.

Изгиб штифта	Изгиб лезвия	Изгиб выемки

Поскольку функции одиночного изгиба ограничены как по возможности перемещения, так и по доступной степени свободы, системы составного изгиба разрабатываются с использованием комбинаций этих функций компонентов. Используя сложные изгибы, возможны сложные профили движения с определенными степенями свободы и относительно большими расстояниями перемещения.

Аспекты дизайна

В области точного машиностроения (особенно высокоточного управления движением ) изгибы имеют несколько ключевых преимуществ. Задачи высокоточного выравнивания могут оказаться невозможными при трения или залипания . наличии ^{[ 4 ]} Кроме того, обычные подшипники или линейные направляющие часто демонстрируют гистерезис позиционирования из-за люфта и трения. ^{[ 5 ]} Изгибы могут достигать гораздо более низких пределов разрешения (в некоторых случаях измеряемых в нанометровом масштабе), поскольку они зависят от изгиба и/или кручения гибких элементов, а не от поверхностного взаимодействия многих частей (как в случае с шарикоподшипником ). Это делает изгибы важной конструктивной особенностью, используемой в оптических приборах, таких как интерферометры .

Из-за своего принципа действия изгибные элементы используются для движений с ограниченным диапазоном и не могут заменить регулировки с большим ходом или непрерывным вращением. ^{[ 6 ]} Кроме того, при проектировании изгиба необходимо уделить особое внимание, чтобы избежать текучести материала или усталости , которые являются потенциальными видами отказа в конструкции изгиба.

Подвеска с листовой рессорой является примером конструкции изгиба в автомобильной технике .

Примеры дизайна

Живой шарнир : изгиб, действующий как шарнир. Предпочтительны из-за своей простоты, поскольку их можно включить в качестве элемента в единый кусок материала (как в крышку коробки Tic Tac ).
Листовая рессора : Листовые рессоры обычно используются в подвесках транспортных средств . Листовые рессоры являются примером гибкой системы с одной соответствующей степенью свободы .
Flex Pivot: вращающийся компонент без трения, предназначенный для точного выравнивания. ^{[ 7 ]}
НАСА разработали изгибы в своих колесах , Марсоходы Марсианской научной лаборатории и марсоход Curiosity которые действуют как виброизоляция и подвеска марсоходов. ^{[ 8 ]}

См. также

Ссылки

^ Томас, Марсель. «Изгибы» . Веб-сайт Массачусетского технологического института . Проверено 13 февраля 2017 г.
^ «Гибкая энциклопедия» . Бал-Тек . Проверено 13 февраля 2017 г.
^ Панас, Роберт (7 июля 2014 г.). «Устранение недостаточных ограничений в механизмах изгиба двойного параллелограмма». Журнал механического дизайна . 137 (9). Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. дои : 10.1115/1.4030773 . ОСТИ 1228007 .
^ Спейч, Джон (5 октября 1998 г.). «Манипулятор на основе изгиба с тремя степенями свободы для пространственной микроманипуляции высокого разрешения» . Цифровая библиотека SPIE . 3519 . Учеб. ШПИОН Том. 3519: 82–92. дои : 10.1117/12.325750 . S2CID 110388341 . Проверено 14 февраля 2017 г.
^ Заго, Лоренцо (март 1997 г.). «Применение изгибных структур к активным и адаптивным оптико-механическим механизмам» (PDF) . Справочник по оптико-механическим статьям Университета Аризоны . Учеб. ШПИОН Том. 2871 . Проверено 13 февраля 2017 г.
^ Салек, Мир (2008). «Гибкие крепления для оптических элементов высокого разрешения» (ППТ) . Справочник по оптико-механическим статьям Университета Аризоны . Проверено 13 февраля 2017 г.
^ «Линейка бесплатных продуктов Flex Pivot» . Гибкие шарниры Riverhawk . Проверено 13 февраля 2017 г.
^ «Колеса в небе» . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 14 февраля 2017 г.

[1] Томас, Марсель. «Изгибы» . Веб-сайт Массачусетского технологического института . Проверено 13 февраля 2017 г.

[2] «Гибкая энциклопедия» . Бал-Тек . Проверено 13 февраля 2017 г.

[3] Панас, Роберт (7 июля 2014 г.). «Устранение недостаточных ограничений в механизмах изгиба двойного параллелограмма». Журнал механического дизайна . 137 (9). Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. дои : 10.1115/1.4030773 . ОСТИ 1228007 .

[4] Спейч, Джон (5 октября 1998 г.). «Манипулятор на основе изгиба с тремя степенями свободы для пространственной микроманипуляции высокого разрешения» . Цифровая библиотека SPIE . 3519 . Учеб. ШПИОН Том. 3519: 82–92. дои : 10.1117/12.325750 . S2CID 110388341 . Проверено 14 февраля 2017 г.

[5] Заго, Лоренцо (март 1997 г.). «Применение изгибных структур к активным и адаптивным оптико-механическим механизмам» (PDF) . Справочник по оптико-механическим статьям Университета Аризоны . Учеб. ШПИОН Том. 2871 . Проверено 13 февраля 2017 г.

[6] Салек, Мир (2008). «Гибкие крепления для оптических элементов высокого разрешения» (ППТ) . Справочник по оптико-механическим статьям Университета Аризоны . Проверено 13 февраля 2017 г.

[7] «Линейка бесплатных продуктов Flex Pivot» . Гибкие шарниры Riverhawk . Проверено 13 февраля 2017 г.

[8] «Колеса в небе» . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 14 февраля 2017 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]