Flessione - Flexure
Una flessione è un elemento flessibile (o una combinazione di elementi) progettato per essere conforme a specifici gradi di libertà . Le flessioni sono una caratteristica di progettazione utilizzata dai progettisti (solitamente ingegneri meccanici ) per fornire la regolazione o la conformità in un progetto.
Tipi di flessione
La maggior parte dei modelli di flessione composta sono composti da 3 tipi fondamentali di flessione:
- Flessione del perno: una barra sottile o un cilindro di materiale, vincola 3 gradi di libertà quando la geometria corrisponde a un intaglio.
- Flessione della lama - foglio di materiale sottile, vincola 3 gradi di libertà.
- Intaglio flessione: taglio sottile su entrambi i lati di un pezzo di materiale spesso, vincola 5 gradi di libertà
| Flessione del perno | Flessione della lama | Flessione della tacca |
|---|---|---|
Poiché le caratteristiche di flessione singola sono limitate sia nella capacità di spostamento che nei gradi di libertà disponibili, i sistemi di flessione composti sono progettati utilizzando combinazioni di queste caratteristiche dei componenti. Utilizzando flessioni composte, sono possibili profili di movimento complessi con gradi di libertà specifici e distanze di spostamento relativamente lunghe.
Aspetti progettuali
Nel campo dell'ingegneria di precisione (in particolare del controllo del movimento ad alta precisione ), le flessioni presentano diversi vantaggi chiave. Le attività di allineamento ad alta precisione potrebbero non essere possibili quando sono presenti attrito o attrito . Inoltre, i cuscinetti convenzionali o le guide lineari spesso mostrano isteresi di posizionamento a causa del gioco e dell'attrito. Le flessioni sono in grado di raggiungere limiti di risoluzione molto più bassi (in alcuni casi misurati su scala nanometrica ), perché dipendono dalla flessione e / o dalla torsione di elementi flessibili, piuttosto che dall'interazione superficiale di molte parti (come con un cuscinetto a sfere ). Ciò rende le flessioni una caratteristica di progettazione critica utilizzata nella strumentazione ottica come gli interferometri .
A causa della loro modalità di azione, le flessioni sono utilizzate per movimenti a raggio limitato e non possono sostituire regolazioni a corsa lunga o rotazione continua. Inoltre, è necessario prestare particolare attenzione alla progettazione della flessione per evitare cedimenti o fatica del materiale , entrambi potenziali modi di rottura in un progetto di flessione.
Esempi di design
- Cerniera vivente : flessione che funge da cerniera. Preferite per la loro semplicità, in quanto possono essere incluse come caratteristica in un unico pezzo di materiale (come nel coperchio di una scatola Tic Tac ).
- Molla a balestra : Le balestre sono comunemente utilizzate nelle sospensioni dei veicoli . Le molle a balestra sono un esempio di un sistema di flessione con un grado di libertà conforme .
- Flex Pivot: componente girevole senza attrito, da utilizzare in applicazioni di allineamento di precisione.
- I Mars Exploration Rovers della NASA e il rover Curiosity del Mars Science Laboratory hanno progettato flessioni nelle loro ruote che fungono da isolamento dalle vibrazioni e sospensione per i rover.
