Design and Fatigue Test of Additive Manufactured Compliant Flap Mechanism

Abstract

In this study, the compliant four-bar flap mechanism was developed for the Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Therefore, several problems have been avoided such as a decrease in the number of parts and eliminated internal friction in the joints problems. A linear model was developed with the help of the pseudo rigid body method to calculate the behavior of the mechanism under operating conditions. The kinetic performance of the compliant four-bar mechanism was compared with the conventional four-bar mechanism. It was observed that the total torque demand of the compliant flap mechanism increased. The test setup was designed to observe the fatigue analysis behavior of this mechanism which produced by the additive manufacturing method. Consequently, the compliant mechanism was reached the 717727 operating cycles. The study is thought to be a reference to new studies by presenting information about the kinetic and fatigue performances of the compliant flap mechanism made of Semiflex plastic material.Bu çalışmada İnsansız Hava Aracına (İHA) ait esnek flap mekanizması tasarlanmış ve model İHA için üretilmiştir. Bu sayede, parça sayısında azalma ve mafsal kullanılmaması sebebiyle mafsallar içerisindeki iç sürtünmeler gibi problemler giderilmiştir. Mekanizmanın çalışma koşullarındaki davranışlarının hesaplanması için bu çalışmada eşlenik rijit cisim metodu yardımıyla doğrusal bir model geliştirilmiştir. Geliştirilen esnek mekanizma, geleneksel mekanizmaya göre motordan talep ettiği toplam tork değerinin yaklaşık üç kat arttığı görülmüştür. Eklemeli imalat yöntemiyle Semiflex plastik malzemeden üretilen bu mekanizmanın yorulma analiz davranışlarının gözlemlenmesi için test düzeneği tasarlanmış ve 717727 çevrime kadar hasar meydana gelmeden çalışmıştır. Yapılan çalışma literatürde eksik olan, eklemeli imalat ile Semiflex plastik malzemeden üretilmiş esnek flap mekanizmasının kinetik ve yorulma performansları hakkında bilgiler sunarak yeni çalışmalara referans olacağı düşünülmektedir.