Изгиб - Flexure

Для использования в других целях см. Flexure (значения).
Не путать с Гибка.
Шарнир с изгибом, используемый вместо подшипников для его регулировки без трения.
А живая петля (вид изгиба) на крышке Тик-так коробка. Эта петля имеет один степень свободы.

А изгиб это гибкий элемент (или комбинация элементов), спроектированный для соответствия конкретным степени свободы.[1] Гибкость - это конструктивная особенность, используемая инженеры-конструкторы (обычно инженеры-механики ) для регулировки или соответствия конструкции.

Типы изгиба

Большинство сложных конструкций изгиба состоят из 3 основных типов изгиба:[2]

Пример составной конструкции изгиба с вложенными рычагами.[3]
  • Изгиб штифта - тонкий стержень или цилиндр из материала, ограничивает 3 степени свободы, когда геометрия совпадает с вырезом.
  • Изгиб клинка - тонкий лист материала, ограничивает 3 степени свободы.
  • Паз изгиб - тонкий вырез с обеих сторон толстого куска материала, ограничивает 5 степеней свободы
Изгиб пальцаИзгиб лезвияПаз изгиб
Штифт Flexure.jpg
Blade Flexure.jpg
Notch Flexure.jpg

Поскольку функции одиночного изгиба ограничены как по возможностям перемещения, так и по доступным степеням свободы, составные системы изгиба проектируются с использованием комбинации этих компонентов. Использование составных изгибов позволяет создавать сложные профили движения с определенными степенями свободы и относительно большими расстояниями перемещения.

Аспекты дизайна

В области точное машиностроение (особенно высокоточный управления движением ), гибкости имеют несколько ключевых преимуществ. Задачи высокоточного выравнивания могут быть невозможны, если трение или прикол присутствуют.[4] Кроме того, обычные подшипники или линейные слайды часто выставляют позиционирование гистерезис из-за люфт и трение.[5] Гибкость позволяет достичь гораздо более низких пределов разрешения (в некоторых случаях измеряется в нанометр масштаб), потому что они зависят от изгиб и / или кручение гибких элементов, а не поверхностного взаимодействия многих частей (как с подшипник ). Это делает изгибы важной конструктивной особенностью, используемой в оптические приборы такие как интерферометры.

Из-за своего режима действия изгибы используются для движений с ограниченным диапазоном и не могут заменить регулировки с большим ходом или постоянным вращением.[6] Кроме того, необходимо уделить особое внимание проектированию изгиба, чтобы избежать податливость материала или усталость, оба из которых являются потенциальными режимы отказа в конструкции изгиба.

Подвеска с листовой рессорой является примером конструкции изгиба в автомобилестроение.

Примеры дизайна

Ведущее колесо от Марсоходы, со встроенными изгибами подвески.
Ведущее колесо от марсохода Mars Science Laboratory Любопытство, со встроенными изгибами подвески.
  • Живая петля: Изгиб, действующий как шарнир. Предпочтительны из-за их простоты, так как они могут быть включены как элемент в единый кусок материала (как в Тик-так крышка коробки).
  • Листовая рессора: Листовые пружины обычно используются в подвески автомобилей. Пластинчатые пружины являются примером системы изгиба с одним совместимым степень свободы.
  • Flex Pivot: поворотный элемент без трения для использования в приложениях для точного выравнивания.[7]
  • НАСА с Марсоходы и марсоход Марсианской научной лаборатории Любопытство разработали изгибы колес, которые действуют как виброизоляция и подвеска вездеходов.[8]


Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Томас, Марсель. «Изгибы». MIT Web. Получено 13 февраля 2017.
  2. ^ «Энциклопедия изгиба». Бал-Тек. Получено 13 февраля 2017.
  3. ^ Панас, Роберт (7 июля 2014 г.). «Устранение недержания в механизмах двойного параллелограмма изгиба». Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. OSTI  1228007. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  4. ^ Спейч, Джон (5 октября 1998 г.). «Манипулятор на основе изгиба с тремя степенями свободы для пространственной микроманипуляции с высоким разрешением». Цифровая библиотека SPIE. Proc. SPIE Vol. 3519. Получено 14 февраля 2017.
  5. ^ Заго, Лоренцо (март 1997 г.). «Применение гибких конструкций к активным и адаптивным оптико-механическим механизмам» (PDF). Справочник по опто-механическим документам Аризонского университета. Proc. SPIE Vol. 2871. Получено 13 февраля 2017.
  6. ^ Салек, Мир (2008). «Гибкие крепления для оптических элементов высокого разрешения» (PPT). Справочник по опто-механическим документам Аризонского университета. Получено 13 февраля 2017.
  7. ^ «Линия продуктов Free Flex Pivot». Повороты Riverhawk Flex Pivots. Получено 13 февраля 2017.
  8. ^ "Колеса в небе". Лаборатория реактивного движения НАСА. Получено 14 февраля 2017.