Дызайн метаду абмежаванага элемента і аналіз прадукцыйнасці новага шырокавугольнага гнуткага HINGE_INGHE Ведайце

Анатацыя: Распрацоўка гнуткіх завес з вялікай дэфармацыяй, невялікім стрэсам і невялікім цэнтрам дрэйфу заўсёды была складанай праблемай у галіне гнуткага даследавання шарніра. У гэтым артыкуле прадстаўлены новы дызайн гнуткага шарніра з V-вобразнай структурай, тэорыяй суперпазіцыі і метадам сіметрычнай планіроўкі, натхнёным пэўным замежным гнуткай шарнірам. Было праведзена канцэптуальнае даследаванне для распрацоўкі гэтага гнуткага шарніра, усталявання матэматычнай мадэлі і аналізу яе прадукцыйнасці. Аналіз метадаў канчатковых элементаў паказаў, што метад праектавання павялічыў гнуткасць шарніра за кошт падаўжэння раздзела, знізіў дрэйф у цэнтры і максімальнае напружанне, што прывяло да максімальнага кута павароту прыблізна 16 °, максімальнага цэнтральнага дрэйфу 3,557 мкм і максімальнага напружання 499,8 МПа, адпавядаючы першапачатковым патрабаванням дызайну. Гэтыя вынікі пацвярджаюць практычнае значэнне шарніра.

У цяперашні час касмічныя аптычныя аддаленыя датчыкі ў асноўным прымаюць метад сплайсінгу TDICCD для дасягнення масіваў доўгіх ліній. Аднак у гэтага метаду не хапае кампенсацыі руху малюнка, што прыводзіць да значнага зніжэння дазволу малюнка. Таму кампенсацыя руху выявы неабходная. Механічныя кампенсацыі руху выявы і электронная кампенсацыя - два агульныя метады. У гэтым артыкуле асноўная ўвага надаецца кантролю ў рэжыме рэальнага часу па кручэнні прылады TDICCD для дасягнення кампенсацыі руху малюнка. Звычайныя механізмы кручэння не могуць адпавядаць патрабаванням дакладнасці ў прасторы, што патрабуе распрацоўкі гнуткіх завес без разрыву, без трэння, без змазкі і высокага дазволу. Шарнір, распрацаваны ў гэтай працы, заснаваны на пэўнай канструкцыі камеры, які патрабуе кута кручэння 6-8 °, цэнтральнага дрэйфу, які не перавышае 10 мкм, і памеры ў межах 40 мм × 60 мм.

Гнуткі дызайн шарніра:

Уведзена некалькі тыповых гнуткіх завесных канструкцый, у тым ліку хітрасць гнуткага шарніра, гнуткага шарніра з раздзелам і гнуткага шарніра. У той час як гэтыя завесы дэманструюць добрую гнуткасць і вялікі спектр кутоў павароту, яны пакутуюць ад значнага цэнтральнага дрэйфу, калі падвяргаюцца знешнім сілам. Агульная характарыстыка гэтых завес - гэта выкарыстанне некалькіх чаротаў для дэфармацыі, якая дасягае канцэнтраванай дэфармацыі праз размеркаваную гнуткасць. Аднак структурная стабільнасць канфігурацый шматлікіх прарываў у касмічных умовах складана. Такім чынам, падкрэсліваецца неабходнасць далейшага даследавання для прымянення гэтых кампанентаў у прастору. Для вырашэння гэтых праблем прапануецца новы гнуткі дызайн шарніру, які ўключае ў сябе V-вобразны дызайн і сіметрычную структуру, натхнёную гнуткім шарнірам тыпу кола.

Аналіз гнуткага шарніра матылькоў:

Геаметрычная мадэль гнуткага шарніра матылькоў аналізуецца з выкарыстаннем метаду абмежаванага элемента. Шарнір складаецца з узаемазвязаных завес з V-вобразнай канструкцыяй, што дазваляе павялічыць даўжыню гнуткай адзінкі без шкоды для яго таўшчыні. Аналіз паказвае, што дызайн эфектыўна зніжае стрэс, распаўсюджваючы сілу па чатырох частках і рэалізацыі вектара зрушэння, каб мінімізаваць дрэйф цэнтра. Максімальнае напружанне складае прыблізна 499,8 МПа ў межах дапушчальнага дыяпазону напружання абранага матэрыялу. Шарнір дасягае кута кручэння 8 ° і цэнтральнага дрэйфу 3,557 мкм, адпавядаючы патрабаванням праектавання. Узаемасувязь паміж радыусам і цэнтральным дрэйфам таксама вывучаецца, а радыус 17 мм лічыцца аптымальным для дызайну шарніра. Акрамя таго, аналіз выяўляе лінейную сувязь паміж сілай і зрушэннем, што дазваляе дакладна кантраляваць кут павароту.

У заключэнне, новы тып шырокавугольнага гнуткага шарніра распрацаваны з выкарыстаннем метаду абмежаванага элемента, і яго прадукцыйнасць аналізуецца. Прапанаваны V-вобразны дызайн, тэорыя суперпазіцыі і сіметрычная планіроўка прыводзяць да павелічэння гнуткасці, зніжэння цэнтральнага дрэйфу і стрэсу. Шарнір дасягае максімальнага кута кручэння 16 °, максімальнага цэнтральнага дрэйфу 3,557 мкм і максімальнага напружання 499,8 МПа, адпавядаючы патрабаванням праектавання. Аналіз адносін сілы перамяшчэння яшчэ больш пацвярджае выдатную лінейную эластычнасць шарніру. У цэлым распрацаваны шарнір мае практычную каштоўнасць і можа прымяняцца ў розных сцэнарыях, такіх як цырымоніі адкрыцця, бізнес -выставы і акцыі прадуктаў.