Una flexión es un elemento flexible (o combinación de elementos) diseñado para cumplir con grados de libertad específicos . [1] Las flexiones son una característica de diseño utilizada por los ingenieros de diseño (generalmente ingenieros mecánicos ) para proporcionar ajuste o cumplimiento en un diseño.
Tipos de flexión
La mayoría de los diseños de flexión compuesta se componen de 3 tipos fundamentales de flexión: [2]
- Flexión del pasador: una barra delgada o un cilindro de material que restringe 3 grados de libertad cuando la geometría coincide con un corte de muesca.
- Flexión de la hoja: lámina delgada de material que limita 3 grados de libertad.
- Flexión de muesca: corte delgado en ambos lados de una pieza gruesa de material, restringe 5 grados de libertad
Flexión de pasador | Flexión de la hoja | Flexión de muesca |
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Dado que las características de flexión simple están limitadas tanto en la capacidad de desplazamiento como en los grados de libertad disponibles, los sistemas de flexión compuestos se diseñan utilizando combinaciones de estas características de componentes. Usando flexiones compuestas, son posibles perfiles de movimiento complejos con grados específicos de libertad y distancias de recorrido relativamente largas.
Aspectos de diseño
En el campo de la ingeniería de precisión (especialmente el control de movimiento de alta precisión ), las flexiones tienen varias ventajas clave. Tareas de alineación de alta precisión podría no ser posible cuando la fricción o rozamiento estático están presentes. [4] Además, los cojinetes convencionales o las guías lineales a menudo presentan histéresis de posicionamiento debido al juego y la fricción. [5] Las flexiones pueden alcanzar límites de resolución mucho más bajos (en algunos casos medidos en la escala nanométrica ), porque dependen de la flexión y / o torsión de elementos flexibles, en lugar de la interacción de la superficie de muchas partes (como con un rodamiento de bolas ). . Esto hace que las flexiones sean una característica de diseño fundamental que se utiliza en la instrumentación óptica , como los interferómetros .
Debido a su modo de acción, las flexiones se utilizan para movimientos de rango limitado y no pueden reemplazar los ajustes de recorrido largo o rotación continua. [6] Además, se debe tener especial cuidado al diseñar la flexión para evitar la deformación o la fatiga del material , los cuales son modos de falla potenciales en un diseño de flexión.
Ejemplos de diseño
- Bisagra viva : Flexión que actúa como bisagra. Preferidos por su sencillez, ya que pueden incluirse como característica en una sola pieza de material (como en la tapa de una caja Tic Tac ).
- Ballestas : Las ballestas se utilizan comúnmente en suspensiones de vehículos . Los resortes de hojas son un ejemplo de un sistema de flexión con un grado de libertad conforme .
- Flex Pivot: componente pivotante sin fricción, para uso en aplicaciones de alineación de precisión. [7]
- La NASA 's exploración de Marte y el Laboratorio de Ciencia de Marte rover Curiosity han diseñado flexiones en sus ruedas que actúan como aislamiento de vibraciones y la suspensión de los vehículos de exploración. [8]
Ver también
- Cojinete de flexión
- Mecanismo compatible
Referencias
- ^ Thomas, Marcel. "Flexiones" . MIT Web . Consultado el 13 de febrero de 2017 .
- ^ "Enciclopedia de flexión" . Bal-Tec . Consultado el 13 de febrero de 2017 .
- ^ Panas, Robert (7 de julio de 2014). "Eliminación de la subrestricción en los mecanismos de flexión de doble paralelogramo". Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. OSTI 1228007 . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ Speich, John (5 de octubre de 1998). "Manipulador basado en flexión de tres grados de libertad para micromanipulación espacial de alta resolución" . Biblioteca digital SPIE . Proc. SPIE Vol. 3519 . Consultado el 14 de febrero de 2017 .
- ^ Zago, Lorenzo (marzo de 1997). "Aplicación de estructuras de flexión a mecanismos opto-mecánicos activos y adaptativos" (PDF) . Referencia de papeles opto-mecánicos de la Universidad de Arizona . Proc. SPIE Vol. 2871 . Consultado el 13 de febrero de 2017 .
- ^ Salek, Mir (2008). "Soportes de flexión para elementos ópticos de alta resolución" (PPT) . Referencia de papeles opto-mecánicos de la Universidad de Arizona . Consultado el 13 de febrero de 2017 .
- ^ "Línea de productos Free Flex Pivot" . Pivotes Flexibles Riverhawk . Consultado el 13 de febrero de 2017 .
- ^ "Ruedas en el cielo" . Laboratorio de propulsión a chorro de la NASA . Consultado el 14 de febrero de 2017 .