| Revista: | Acta universitaria - Universidad de Guanajuato |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000393239 |
| ISSN: | 0188-6266 |
| Autores: | Tecpoyotl Torres, Margarita1 Cabello Ruiz, Ramón1 Vera Dimas, José Gerardo1 |
| Instituciones: | 1Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Cuernavaca, Morelos. México |
| Año: | 2015 |
| Periodo: | May-Jun |
| Volumen: | 25 |
| Número: | 3 |
| Paginación: | 19-24 |
| País: | México |
| Idioma: | Inglés |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Experimental, aplicado |
| Resumen en español | El desplazamiento de la flecha central de un actuador chevrón con brazos basados en una geometría de forma Z puede ser calculado utilizando una aproximación desarrollada por otros autores, quienes probaron que los actuadores con un solo brazo ofrecen un mayor desplazamiento comparado con los actuadores en forma V convencionales, y que a su vez también ofrecen mayor rango de rigidez y fuerza de salida. Este artículo está enfocado en optimizar un actuador de ocho brazos en forma Z, buscando incrementar la respuesta anteriormente mencionada. La estructura fue diseñada en un paquete de modelado paramétrico de sólidos en 3D, Autodesk Inventor y simulada por el método de elemento finito en Ansys 15.0. Se implementaron varias longitudes en el largo de la forma Z, con la finalidad de seleccionar la longitud que proporcione el mayor desplazamiento. El potencial eléctrico aplicado en todos los casos fue de 0.2 V hasta 5 V. En los resultados se muestra que utilizando la longitud de la forma Z de los brazos del actuador Z optimizado se obtiene un incremento en el desplazamiento de la flecha de aproximadamente 50% comparado con el obtenido en el actuador V, y de un 38% en el actuador Z original. Además, se puede notar que estos resultados, empleando la aproximación analítica, son extremadamente cercanos a los resultados obtenidos mediante la simulación. La longitud total de los brazos con forma Z es el factor determinante del desplazamiento de la flecha. La baja rigidez mostrada por el actuador Z optimizado (89% menor que el actuador V y 58% comparado con el chevrón Z original) hace que pueda utilizarse como sensor de carga |
| Resumen en inglés | The displacement of the central shuttle of a Z-shape chevron actuator can be calculated using a developed approach from other authors. Who demonstrated that the actuators with this geometry offer a larger displacement compared with V-shape actuators. Z-shape offers a larger stiffness and output force for the case of only one arm. This paper is focused on the optimization of the Z-shaped beams of a chevron actuator of eight beams, which seeks to increase the previously described response. The structure is designed in parametric solid modeling 3D software Autodesk Inventor, and simulated by finite element method in Ansys 15.0. These simulations were implemented considering several modifications on the length of the Z-shaped beams in order to choose the most appropriate length. The electric potential applied in all cases was from 0.2 V up to 5 V. The Z-shape length of the arms for the case of the optimized Z-shape actuator increases the shuttle's displacement in approximately 50% compared to V-shape actuator, and 38% compare to the original Z-shape. Analytical adjusted approach is extremely matched with the simulations results. Length of the Z-shape beam is the determinant factor of the displacement. The low stiffness of the optimized Z-shape actuator (89% lower than the original V-shape and 58% compared to Z-shape) can allow its use as load sensor |
| Disciplinas: | Ingeniería |
| Palabras clave: | Ingeniería biónica y cibernética, Sensor de carga, Microactuadores, Electrotérmico, Desplazamientos, Diseño |
| Keyword: | Engineering, Bionics and cybernetics, Load sensor, Microactuators, Electrothermal, Displacement, Design |
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