تحليل الوضع الجوهري لآلية نشر قضيب مفصل الفضاء 1

استلزم التطور السريع لصناعة الفضاء استخدام آليات نشر الفضاء واسعة النطاق لتلبية متطلبات التطبيق المختلفة. ومع ذلك ، بسبب الحد من سعة مركبة الفضاء ، تحتاج هذه الآليات إلى طيها وتخزينها خلال مرحلة الإطلاق. عندما تتكشف ، قد تواجه هذه الآليات تقليل الصلابة ، مما يؤدي إلى انخفاض ترددات طبيعية واهتزازات اقتران غير مرغوب فيها بين جسم المركبة الفضائية وآلية النشر. لذلك ، من الضروري فهم العوامل التي تؤثر على التردد الطبيعي لآلية نشر قضيب مفصل الفضاء لتحسين التصميم والمعايرة.

خلاصة:

عندما يتم استخدام مواد مختلفة وطرق التعزيز في آلية توسيع قضيب المفصلات ، تختلف تردداتها الطبيعية بشكل كبير. يمكن إجراء تحليل مشروط باستخدام برنامج العناصر المحدودة ANSYS لتحديد تأثير كثافة المواد وطريقة التعزيز على التردد الطبيعي. تشير نتائج البحوث إلى أن كثافة المواد لها تأثير كبير على التردد الطبيعي ، مع وجود تأثير أكبر على الكثافة العالية. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي طرق التعزيز المختلفة أيضًا إلى اختلافات كبيرة في التردد الطبيعي. توفر هذه الدراسة إرشادات قيمة للتحليل الديناميكي ومزيد من التحسين لآليات نشر قضيب مفصلات الفضاء.

نموذج آلية نشر قضيب مفصل الفضاء:

تتكون آلية نشر قضيب مفصلي الفضاء من جزء من الإطار وجزء قضيب ، مع دعم مقص يتكون من قضبان الأوسط من الإطار والقضبان. تم تجهيز الإطار بأعمدة المفصلات في كلا الطرفين ، مما يسمح له بالتعبئة بالإطارات العلوية والسفلية. تعمل مهاوي مفصلات القضبان بمثابة تثبيت ثلاث نقاط ، مما يضمن الاستقرار. علاوة على ذلك ، يتم تضمين اثنين من الهياكل التقوية: هيكل قضيب التوصيل وهيكل حبل الأسلاك الفولاذية. توظف تعزيز قضيب التوصيل قضبان على شكل حرف U متصل في نفس الاتجاه ، في حين أن تعزيز حبل الأسلاك الفولاذية ينطوي على لف حبل سلك فولاذي حول بكرة لمزيد من الصلابة.

نموذج العنصر المحدود:

يتم تصميم أجزاء الإطار والدعامة باستخدام نمذجة ثلاثية الأبعاد صلبة مع وحدة Solid45. تعكس هذه الوحدة بدقة الموقف الفعلي وتوفر نتائج دقيقة. من ناحية أخرى ، يتم تصميم جزء التعزيز مباشرة باستخدام وحدة Beam188 ، مما يوفر إمكانيات تحليل خطية قوية ووظائف تعريف بيانات القسم الأفضل. يولد عنصر الشعاع نموذجًا رياضيًا أحادي البعد للبنية ثلاثية الأبعاد ، مما يتيح تحليلًا فعالًا وفعالًا.

التحليل المشروط لآلية نشر قضيب مفصل الفضاء:

يساعد التحليل المشروط في تحديد خصائص الاهتزاز للهيكل ، بما في ذلك التردد الطبيعي وشكل الوضع. هذه المعلمات ضرورية في تحمل الأحمال الديناميكية وتعمل كأساس لمشاكل التحليل الديناميكي الأخرى. نظرًا لأن آلية توسيع الفضاء تتطلب تصميمًا خفيف الوزن ، يتم إجراء تحليل مشروط لمواد الألياف الألمنيوم والألياف الكربونية إما مع تعزيز حبل القضيب أو الأسلاك الفولاذية. وترد الترددات الأساسية التي تم الحصول عليها في الجدول 1.

تكشف الدراسة أن الترددات الطبيعية لآليات نشر قضيب مفصل الفضاء تختلف بناءً على المواد وطرق التعزيز المستخدمة. كثافة المواد لها تأثير كبير على التردد الطبيعي ، مع وجود كثافات أعلى مما يؤدي إلى انخفاض ترددات أساسية. علاوة على ذلك ، تؤدي طرق التعزيز المختلفة إلى اختلافات كبيرة في التردد الطبيعي. بشكل عام ، يتيح فهم هذه العوامل اختيار أساليب التعزيز المناسبة والمواد لتحسين الأداء لآليات نشر قضيب المفصلات الفضائية.

في الختام ، تسلط نتائج البحث الضوء على أهمية النظر في كثافة المواد وطريقة التعزيز في تصميم ومعايرة آليات نشر قضيب المفصلات. ستساعد المعلومات المقدمة في هذه الدراسة في الاختيار الدقيق للمواد وطرق التعزيز ، وبالتالي تحسين الأداء الديناميكي واستقرار آليات نشر الفضاء.