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Título: Análise e simulação de mecanismos flexíveis
Autor(es): Ogata, Maykon Yuiti
Orientador(es): Ferreira, Ana Paula Carvalho da Silva
Palavras-chave: Método dos elementos finitos
Cinemática das máquinas
Modelagem
Dinâmica dos corpos rígidos
Engenharia mecânica
Finite element method
Machinery, Kinematics of
Modelyng
Dynamics, Rigid
Mechanical engineering
Data do documento: 22-Jun-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: OGATA, Maykon Yuiti. Análise e simulação de mecanismos flexíveis. 2017. 151 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: O presente trabalho tem por objetivo realizar a análise cinemática de mecanismos flexíveis através do método dos elementos finitos. Devido à presença de grandes deflexões em mecanismos flexíveis, a não linearidade geométrica se torna presente, portanto as aplicações diretas dos métodos convencionais de análise cinemática se tornam inapropriadas. Para a análise destes mecanismos flexíveis é então empregado o conceito do Modelo de Corpo-Pseudo-Rígido (pseudo-rigid body model - PRBM), que modela o mecanismo flexível como sendo um mecanismo composto de elos rígidos e molas torcionais. Assim como no método tradicional, os elos rígidos são também empregados no método do corpo pseudo-rígido, no entanto, molas torcionais são adicionadas às juntas para se obter a aproximação da relação força-deflexão dos segmentos flexíveis. Um software comercial de elementos finitos de análise não linear é então utilizado para simular tanto o mecanismo pseudo-rígido, como também o mecanismo flexível. Os resultados obtidos da simulação numérica são então comparados e discutidos.
Abstract: The study aims to perform the kinematic analysis of compliant mechanisms by analytical methods and thus compare with results obtained from the simulation employing the finite element method. Due to the presence of large deflection in compliant mechanisms, the geometric nonlinearity becomes present, so that direct application of conventional kinematic analysis method becomes inappropriate. Therefore, the analysis of the compliant mechanisms is performed utilizing the concept of pseudo-rigid body model (PRBM). The concept redesigns the compliant mechanism as a mechanism composed by rigid links and torsion springs. As in the traditional method, the rigid links are also employed, however, torsion springs are added to the joints to obtain an approximation of the force-deflection relationship of the flexible segments. A finite element software of nonlinear analysis is then used to simulate both the pseudo-rigid mechanism and the compliant mechanism. The results obtained from the numerical simulation are then compared and discussed.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9370
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