Eine Methode zur Konstruktion von nachgiebigen Mechanismen mit kurzen Biegungsgelenken

Nachgiebige oder flexible Mechanismen gewinnen einen Teil oder die gesamte Bewegung aus der relativen Flexibilität ihrer Gelenke und nicht nur aus starren Gelenken. Im Gegensatz zu starren Mechanismen wird die Energie zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen nachgiebiger Mechanismen nicht erhalten, da Energie in den flexiblen Bauteilen gespeichert wird. Dieser Effekt und die durch große Auslenkungen eingeführten Nichtlinearitäten erschweren die Analyse solcher Mechanismen. Die Konstruktion nachgiebiger Mechanismen in der Industrie erfolgt derzeit durch kostspielige Trial-and-Error-Methoden. Dieser Artikel stellt eine Methode vor, die bei der Konstruktion einer Klasse von nachgiebigen Mechanismen hilft, bei denen die flexiblen Abschnitte (Biegungsgelenke) im Vergleich zu den relativ starren Abschnitten klein sind. Die Methode umfasst eine Definition und Nutzung eines pseudo-starren Körpermodells sowie die Verwendung eines Algorithmus vom Typ großflächige Finite-Elemente-Methode. Ein Beispiel wird verwendet, um die beschriebene Konstruktionstechnik zu veranschaulichen.