Étape 7: Met en garde : circuit ouvert et renforcer leur
Penser comme un manufacturier de tôle, avec utilisation habile des goussets et imitant « I » ou « H » profils, est essentielle pour maintenir la rigidité dans les assemblys. Le fait de la question est, longue de plaque ou feuille vont toujours être floppy sauf soutenue par quelque chose hors-plan avec elle - c'est-à-dire turning moment charge (« pliage ») en traction et compression autant que possible, où la plupart des matériaux sont les plus forts.
Donc, je suis ici pour illustrer plusieurs points de défaillance potentiels de ce style de conception ainsi que pour consolider votre conception contre eux.
Effet de bord conique sur Angle droit fixé des plaques
Illustré dans le graphique d’introduction est le mode de défaillance classique. En raison des irrégularités de bord lasers et Kamewa tendant à créer, vous ne pouvez pas supposer que les côtés de la plaque sont vraiment perpendiculaires. Le seul moyen d’éliminer ce positivement est avec machines de tête dynamique ou en inclinant la tête , qui sont beaucoup plus chers. Avis comment la spécification dit même « virtuellement » élimine conique - cône-libre est défini comme 1 degré du cône et un jet d’eau habituel ou un coupe-laser focalisé mal produira quelque chose plus comme 2 ou 3 degrés.
Eh bien, une erreur de 1 degré sur un bord traduit par erreur Abbe grossissement sur une partie longue de 10 cm (4") pour désigner un décalage par rapport au sommet de près de 2 mm (. 08"). Ceci ne pourrait pas son mauvais sauf pour les professeurs de génie, mais c’est très visible à le œil humain, et en outre une arête non pris en charge comme cela est beaucoup plus faible qu’une prise en charge (n’oubliez pas de l’étape 2?). Si le cône est vraiment mauvais, comme les 3 degrés, puis la partie va être de 6mm (1/4 po) ou plus en haut. Maintenant qui est vraiment horrible.
Par conséquent, la leçon ici est de ne jamais dépendent un bord d’alignement si elle a été faite avec un processus non rigide, par exemple, laser ou jet d’eau. Le seul moyen pour être sûr est de produire la partie sur un routeur ou un moulin qui est connu pour être perpendiculaire, connu comme étant "tram".
Ensuite, nous abordons la question de la rigidité, ou pourquoi votre structure non prise en charge est donc wubby.
Un élément structurel typique de deux plaques
Image 2 représente une structure parallèle deux plaque assez typique que vous pourriez trouver sur un robot ou quelque autre ustensile mécanique. À la fin, il a une épingle ou un arbre sur lequel un autre élément, comme les manèges de segment de bras, ou roue, prochaines. Dans le meilleur des cas, c’est serré contre les flancs avec des attaches, mais pas infiniment rigide, donc il se pliera que dans le milieu. Nous supposons que la base est absolument rigide et solidement attaché à tout ce que ce mécanisme se poursuit, il n’y a donc aucune déformation à la base.
Image 3 montre un côté 10 livres de force ("lbforce"). Ingénierie des puristes diraient qu’il s’agit d’une unité de fausse et que je devrais vraiment dire 44 newtons, mais pour le bien public plus facile connexion que je vais assumer que la plupart des gens savent ce qu’environ 10 livres (ou 5 kg) se sent.
Unités de côté, la simulation par éléments finis montre la structure déformant latéralement avec les murs restant à peu près parallèles. L’ampleur totale de la déformation est en fait assez faible (0.004" ou presque), mais nous verrons que c’est la relative rigidité qui compte. La forme est exagérée sur le but de la simulation pour montrer la forme finale de l’Assemblée.
Ajout de brides
Une méthode qui peut renforcer la structure dans la configuration ajoute brides sur les côtés. Penser un "c-channel" ou similaire. La 4e image montre la structure de cet exemple et l’image 5 est le résultat de la simulation avec la même force grandeur et l’emplacement. La simulation montre que cet arrangement est déjà environ 3 fois plus rigide que l’original.
Selon la géométrie des ailes, cette valeur relative pourrait être beaucoup plus. Notez qu’elles aussi n’atteignent pas tout à fait dans la mesure où l’emplacement de l’application de la force et que la grande majorité, cela a été fait en raison d’un intérêt pratique, puisque tout ce qu’il soutient pourrait prendre suffisamment d’espace que prolonger les brides complètement out est impossible. Il représente donc un exemple de « demi-mesure » qui vous sont plus susceptibles de rencontrer.
Incarnation de la vie réelle de l’exemple est la fourche scooter illustrée sur l’image 6. Cet exemple a seulement une bride (comme un
), mais le concept est le même : sans elle, les deux 1/8 po arrière fourchettes sera en effet extrêmement bancales. Cette structure voit aussi des forces plus l’ordre de 100 + livres, au lieu de 10, à cause du poids du cycliste, dans les virages, etc..
Ajout d’un membre de passage
Une autre tactique est l’ajout de ce que l'on appelle un site web. Dans le jargon de produits structuraux, le web est le moyen d’une poutre en i, l’élément qui atteint entre les deux parties. Dans la 7e image, le web est décrit comme la plaque plane dans le centre. Encore une fois, il est fait pour pas tout à fait atteindre le point d’application de la force dans un souci pratique exemple. Par exemple, une articulation bras attaché a un hub qui est que grand, alors le web doit être plus loin de l’arbre.
Même avec la fin n’est pas bien pris en charge, la configuration web est les plus raides de tous - 7 fois mieux que l’original !
C’est pourquoi les bâtiments sont faits de poutres en I.
Un bon exemple de l’utilisation d’un web intermédiaire est le bras manipulateur 4-bar de mon propre robot 2.007, illustré sur l’image 8. Cet arrangement a été, malheureusement, seulement d’une efficacité limitée car il y avait encore une vaste envergure non prise en charge devant la fin de la carte d’acquisition, laissez-la flex d’une façon semblable à l’image 7. En outre, j’ai oublié de faire une seconde de ces plaques - laissant le fond très mal pris en charge. Ainsi, le bras toujours déplacé sensiblement côte à côte sous des charges appliquées, mais heureusement cela n’affecte pas le fonctionnement du robot beaucoup.
Boucle fermée zones de flexion
Le thème dominant est d’éviter d’utiliser des matériaux, particulièrement minces plaques, en flexion. Accompagner avec du matériel qui est hors du plan de flexion tel que les charges sont transférées vers eux et mettent en traction ou compression. Le reste des photos est d’autres exemples de choses étant conçues pour résister à vaciller, pour le meilleur ou pour le pire.
Fabrication de structures comme ceux indiqués dans la simulation FEA originale en image 3 est une science toute seule, et les créations sont connues comme
(un autre exemple, voir figure 2). La chose soignée des matériaux en flexion, c’est qu’ils sont en général très prévisibles si les déformations sont petites, donc les zones de flexion sont appréciées pour leur répétabilité et immunité de « collage » que pourriez subir une charnière normale. On les trouve dans les machines de précision et instruments pour soutenir les ajustements sensibles.
