تحليل الوضع الجوهري لآلية نشر قضيب مفصل الفضاء

الخلاصة: تتأثر الترددات الطبيعية لآلية توسيع قضيب مفصل الفضاء بالمواد وطرق التعزيز المستخدمة. أجرت هذه الدراسة تحليلًا مشروطًا باستخدام برنامج العناصر المحدودة ANSYS للتحقيق في تأثير كثافة المواد وطريقة التعزيز على التردد الطبيعي. أظهرت النتائج أن كثافة المادة المستخدمة لها تأثير كبير على التردد الطبيعي ، مع تأثير أكبر على كثافة أعلى. بالإضافة إلى ذلك ، أسفرت طرق التعزيز المختلفة أيضًا إلى اختلافات كبيرة في التردد الطبيعي. توفر نتائج هذه الدراسة إرشادات للتحليل الديناميكي وتحسين آلية نشر قضيب مفصلات الفضاء.

1.

زاد التطوير السريع لصناعة الفضاء من الطلب على آليات نشر الفضاء على نطاق واسع. يتم استخدام هذه الآليات لتطبيقات مختلفة مثل صفائف الخلايا الشمسية المرنة والهوائيات وهياكل الدعم للاستشعار عن بُعد وتحقيقات الفضاء العميق. يجب طي آليات النشر وتخزينها أثناء مرحلة الإطلاق ثم توسيعها باستخدام مصدر طاقة مرة واحدة في الفضاء. ومع ذلك ، مع زيادة حجم هيكل الدعم وتناقص الكتلة ، تنخفض صلابة الهيكل ، مما يؤدي إلى انخفاض ترددات طبيعية. هذا يمكن أن يسبب الاهتزازات اقتران بين جسم المركبة الفضائية وآلية النشر ، مما يقلل من استقرار الآلية. لذلك ، من المهم دراسة تأثير كثافة المواد وطريقة التعزيز على التردد الطبيعي لآلية نشر قضيب مفصل الفضاء.

2. نموذج آلية نشر قضيب المفصلات الفضائية

تتكون آلية نشر قضيب مفصلات الفضاء من جزء من الإطار وجزء قضيب. يتم توصيل الإطار والقضبان باستخدام مهاوي المفصلات ، مما يشكل بنية دعم مقص. طرق التعزيز التي تم النظر فيها في هذه الدراسة تربط تعزيز القضيب وتعزيز حبل الأسلاك الفولاذية. يتضمن تعزيز قضيب التوصيل توصيل قضبان على شكل حرف U في نفس الاتجاه ، في حين أن تعزيز حبل الأسلاك الفولاذية ينطوي على لف حبل سلك فولاذي حول بكرة. تم إنشاء نموذج العناصر المحدودة للآلية باستخدام وحدات Solid45 لأجزاء الإطار والقضيب ووحدات Beam188 لقطع غيار التعزيز.

3. تحليل مشروط

تم إجراء تحليل مشروط لتحديد خصائص الاهتزاز والترددات الأساسية للهيكل. تم النظر في موادان ، الألومنيوم وألياف الكربون ، وتمت مقارنة طرق التعزيز لربط قضبان وحبال الأسلاك الفولاذية. أظهرت النتائج أن الآلية المصنوعة من ألياف الكربون مع تعزيز قضيب التوصيل لديها أعلى تردد أساسي ، في حين أن الآلية المصنوعة من الألومنيوم مع تعزيز حبل الأسلاك الصلب لديها أدنى تردد أساسي. كان للآلية المصنوعة من ألياف الكربون مع تعزيز قضيب التوصيل تردد أساسي 71.7 ٪ أكبر من تعزيز حبل الأسلاك الفولاذية. وبالمثل ، فإن الآلية المصنوعة من الألومنيوم مع تعزيز قضيب التوصيل لديها تردد أساسي أكبر بنسبة 58 ٪ من تعزيز حبل الأسلاك الفولاذية. من حيث كثافة المواد ، كان لألياف الكربون تردد أساسي أعلى من الألمنيوم ، مع اختلاف قدره 48.5 ٪ لربط تعزيز قضيب و 23.5 ٪ لتعزيز حبل الأسلاك الصلب.

4.

تتأثر الترددات الطبيعية لآلية نشر قضيب مفصل الفضاء بالمواد وطرق التعزيز المستخدمة. كثافة المادة لها تأثير كبير على التردد الطبيعي ، مع وجود كثافات أعلى مما يؤدي إلى انخفاض الترددات الطبيعية. أساليب التعزيز المختلفة تؤدي أيضًا إلى اختلافات كبيرة في التردد الطبيعي. عند اختيار طرق التعزيز والمواد لآلية نشر قضيب المفصلات الفضائية ، من المهم النظر في العوامل التي تؤثر على التردد الطبيعي. توفر هذه النتائج إرشادات لتصميم وتحليل وتحسين الآلية.

في الختام ، فإن دراسة تأثير كثافة المواد وطريقة التعزيز على التردد الطبيعي لآلية نشر قضيب الفضاء أمر بالغ الأهمية لضمان استقرار وأداء الآلية. من خلال التطورات في التكنولوجيا ، يمكن إجراء مزيد من التحسينات والتحسينات لتعزيز ديناميات وكفاءة آليات نشر قضيب مفصلات الفضاء.