Análisis de Deformación Mecánica de un Dedo Flexible en Términos de un Elemento de Placa ANCF Mejorado
Autores: Xing, Yu; Liu, Lei; Liu, Chao; Li, Bo; Wang, Zishen; Li, Pengfei; Zhang, Erhu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de Deformación Mecánica de un Dedo Flexible en Términos de un Elemento de Placa ANCF Mejorado
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Robots continuos flexibles
ANCF
Robots en forma de dedo
Característica geométrica
Elemento de placa de orden inferior
Dedos de goma de silicona
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, los robots flexibles de continuo han sido desarrollados sustancialmente. La formulación de coordenadas nodales absolutas (ANCF) ofrece un camino viable para simular el comportamiento de los robots flexibles. Sin embargo, el modelo de robots en forma de dedo a menudo se considera un cilindro y se caracteriza por un elemento de viga. Obviamente, esto no es suficiente para caracterizar en detalle la característica geométrica de los dedos, especialmente bajo condiciones de flexión. Además, para el elemento de placa de orden inferior, es difícil caracterizar el comportamiento de flexión del dedo flexible debido a la menor cantidad de nodos; un elemento de placa de orden superior a menudo requiere un tiempo de computación extremadamente largo. En este trabajo, se utiliza un elemento de placa de orden inferior ANCF mejorado para aumentar la precisión del modelo de Yeoh y caracterizar la estructura geométrica de los dedos de goma de silicona, teniendo en cuenta en particular el efecto de los bloqueos de volumen y las restricciones del sistema de múltiples cuerpos. Dado que es un tipo de elemento de placa de orden inferior, esencialmente, el tiempo de computación es casi el mismo que el de los elementos de placa de orden inferior convencionales. La validez de este modelo se verificó comparándolo con los resultados de la referencia publicada. El dedo flexible, fabricado con goma de silicona, se caracteriza por el novedoso elemento de placa de orden inferior ANCF, mediante el cual su deformación mecánica y comportamiento de flexión se simulan de manera eficiente y precisa. En comparación con el elemento de viga ANCF, el elemento de placa de orden inferior convencional y el elemento de placa de orden superior, el novedoso elemento de placa en este artículo caracteriza mejor el contorno externo del dedo, refleja el comportamiento de flexión de manera más realista y converge en menos tiempo de computación.
Descripción
En los últimos años, los robots flexibles de continuo han sido desarrollados sustancialmente. La formulación de coordenadas nodales absolutas (ANCF) ofrece un camino viable para simular el comportamiento de los robots flexibles. Sin embargo, el modelo de robots en forma de dedo a menudo se considera un cilindro y se caracteriza por un elemento de viga. Obviamente, esto no es suficiente para caracterizar en detalle la característica geométrica de los dedos, especialmente bajo condiciones de flexión. Además, para el elemento de placa de orden inferior, es difícil caracterizar el comportamiento de flexión del dedo flexible debido a la menor cantidad de nodos; un elemento de placa de orden superior a menudo requiere un tiempo de computación extremadamente largo. En este trabajo, se utiliza un elemento de placa de orden inferior ANCF mejorado para aumentar la precisión del modelo de Yeoh y caracterizar la estructura geométrica de los dedos de goma de silicona, teniendo en cuenta en particular el efecto de los bloqueos de volumen y las restricciones del sistema de múltiples cuerpos. Dado que es un tipo de elemento de placa de orden inferior, esencialmente, el tiempo de computación es casi el mismo que el de los elementos de placa de orden inferior convencionales. La validez de este modelo se verificó comparándolo con los resultados de la referencia publicada. El dedo flexible, fabricado con goma de silicona, se caracteriza por el novedoso elemento de placa de orden inferior ANCF, mediante el cual su deformación mecánica y comportamiento de flexión se simulan de manera eficiente y precisa. En comparación con el elemento de viga ANCF, el elemento de placa de orden inferior convencional y el elemento de placa de orden superior, el novedoso elemento de placa en este artículo caracteriza mejor el contorno externo del dedo, refleja el comportamiento de flexión de manera más realista y converge en menos tiempo de computación.