Flexura
Una flexión es un elemento flexible (o combinación de elementos) diseñado para cumplir en grados de libertad específicos. Las flexiones son una característica de diseño utilizada por los ingenieros de diseño (generalmente ingenieros mecánicos) para proporcionar ajuste o cumplimiento en un diseño.
Tipos de flexión
La mayoría de los diseños de flexión compuestos se componen de 3 tipos fundamentales de flexión:
- Pin flexure - una barra delgada o cilindro de material, limita 3 grados de libertad cuando la geometría coincide con un corte de púas.
- La flexión de hoja fina de material, limita 3 grados de libertad.
- flexión de notch - corte fino en ambos lados de una pieza gruesa de material, limita 5 grados de libertad
| Pin Flexure | Blade Flexure | Notch Flexure |
|---|---|---|
 |  |  |
Dado que las características de flexión única están limitadas tanto en la capacidad de recorrido como en los grados de libertad disponibles, los sistemas de flexión compuestos se diseñan utilizando combinaciones de estas características de componentes. Utilizando flexiones compuestas, son posibles perfiles de movimiento complejos con grados de libertad específicos y distancias de recorrido relativamente largas.
Aspectos de diseño
En el campo de la ingeniería de precisión (especialmente el control de movimiento de alta precisión), las flexiones tienen varias ventajas clave. Es posible que las tareas de alineación de alta precisión no sean posibles cuando hay fricción o rigidez. Además, los rodamientos convencionales o las guías lineales a menudo presentan histéresis de posicionamiento debido al juego y la fricción. Las flexiones pueden alcanzar límites de resolución mucho más bajos (en algunos casos medidos en la escala nanométrica), porque dependen de la flexión y/o torsión de elementos flexibles, en lugar de la interacción superficial de muchas partes (como ocurre con un rodamiento de bolas). Esto hace que las flexiones sean una característica de diseño crítica utilizada en instrumentación óptica como los interferómetros.
Debido a su modo de acción, las flexiones se utilizan para movimientos de rango limitado y no pueden reemplazar los ajustes de recorrido largo o de rotación continua. Además, se debe tener especial cuidado en diseñar la flexión para evitar la fluencia o fatiga del material, los cuales son modos potenciales de falla en un diseño de flexión.
Ejemplos de diseño
- Viviendo bisagra: Flexión que actúa como una bisagra. Preferido por su simplicidad, ya que pueden ser incluidos como una característica en una sola pieza de material (como en la tapa de una caja Tic Tac).
- Primavera de la hoja: Las primaveras de hoja se utilizan comúnmente en las suspensiones del vehículo. Los manantiales de hoja son un ejemplo de un sistema de flexión con un grado de libertad.
- Flex Pivot: Componente pivotante sin fricción, para uso en aplicaciones de alineación de precisión.
- La Exploración Marte de la NASA Rovers y el Laboratorio de Ciencias Marte Rover Curiosity han diseñado flexures en sus ruedas que actúan como aislamiento de vibración y suspensión para los rovers.