Uso de fecho probabilístico de velcro como fricção

Sep 09, 2023

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 19399 (2022) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Os fixadores probabilísticos são dispositivos de fixação de inspiração biológica que são travados por hastes em cada superfície. Devido às características dinâmicas do mecanismo de fixação, o atrito inevitavelmente ocorre entre as hastes em um ambiente vibratório. O uso do fixador probabilístico como um componente de redução de vibração foi investigado com vantagens do amortecimento induzido por atrito neste estudo. A rigidez dinâmica e o fator de perda do fixador probabilístico foram derivados da interação da vibração com uma estrutura mecânica. Isso permitiu a determinação da dissipação de energia devido ao atrito em gancho e loop a partir da análise de propagação de onda. À medida que a amplitude da vibração aumentava, o fator de perda do fixador aumentava gradualmente porque o atrito entre as várias hastes aumentava. Com a aplicação probabilística do fixador, a geração e transmissão de vibração foram reduzidas em comparação com a junta aparafusada devido aos contatos de atrito inerentes. Com esta vantagem exclusiva, o fixador probabilístico tem aplicações potenciais quando é necessário um grande amortecimento com benefício adicional no peso reduzido.

As demandas por redução de ruído e vibração estão aumentando para melhorar o desempenho de sistemas mecânicos, como aparelhos eletrônicos e automóveis. A redução de vibração desnecessária é um fator de projeto significativo para verificação de durabilidade, precisão e desempenho de qualidade de um sistema de máquina. A energia de vibração é transmitida de componentes operacionais, incluindo motores, motores e compressores por meio de fixadores para os ambientes circundantes. Os fixadores em estruturas montadas reduzem a transmissão de vibração e evitam ruídos de zumbido, rangido e chocalho (BSR). O ruído BSR é gerado por contatos de fricção entre componentes adjacentes1. A análise da transmissão de energia das ondas de flexão é necessária para analisar a influência das juntas no comportamento vibratório2. A abordagem de onda considerou várias combinações de profundidade de nervuras e espaçamento de parafuso. O ruído no veículo foi medido quando os trens circulavam em velocidades diferentes no mesmo trecho de via sem lastro equipado com dois tipos de fixadores de trilhos3. De acordo com a rigidez dos fixadores do trilho, os espectros do ruído interno mostraram a banda de frequência das gerações de ruído aéreo e estrutural. Para evitar o ruído BSR, várias práticas de design eficazes foram propostas4. Os fixadores ao longo da superfície da guarnição e os sistemas de fixação híbridos que incorporaram juntas de suporte de carga e sem carga foram recomendados.

Os parafusos roscados são amplamente utilizados devido a várias vantagens, como operação simples, baixo custo e alta resistência à tração. Os fixadores de parafuso perdem sua força de aperto por autoafrouxamento, especialmente quando expostos a excitações transversais5. O afrouxamento do parafuso induz a falha das conexões articuladas. É importante aumentar a confiabilidade do parafuso prevenindo o autoafrouxamento6. Toh et al.7 avaliaram a força de aperto do parafuso no braço inferior do veículo por meio da frequência de ressonância da vibração. A rigidez dinâmica da junta parafusada foi avaliada em compósitos laminados pela análise de propagação de ondas de flexão8. Para aumentar o desempenho de redução de vibração de juntas aparafusadas, foi utilizado material de amortecimento viscoelástico9.

Recentemente, os métodos convencionais de fixação foram substituídos por adesivos. A ligação adesiva tem a vantagem de distorção mínima do componente em comparação com as peças soldadas10. A ligação adesiva fornece rigidez aprimorada em comparação com fixadores convencionais ou soldagem a ponto porque cria uma ligação contínua em vez de pontos de contato locais. Como resultado, tensões uniformemente distribuídas em uma grande área foram geradas no fixador11. O adesivo exibiu bom desempenho de absorção de energia e induziu ruído eficiente e propriedades de amortecimento de vibração12. Com as vantagens de aplicação em estruturas compostas, as aplicações de colagem adesiva estão se expandindo rapidamente. A colagem adesiva tem aplicação limitada para sistemas que requerem remontagem.