Анализ на вътрешния режим на механизма за внедряване на космическия панта

Резюме: Естествените честоти на механизма за разширяване на космическите шарнири се влияят от използваните материали и методи за подсилване. Това проучване проведе модален анализ, използвайки софтуера с крайни елементи ANSYS, за да изследва влиянието на метода на плътността на материала и армировката върху естествената честота. Резултатите показват, че плътността на използвания материал има значително влияние върху естествената честота, с по -голямо въздействие при по -голяма плътност. Освен това, различните методи за подсилване също доведоха до значителни разлики в естествената честота. Резултатите от това проучване дават насоки за динамичния анализ и оптимизирането на механизма за внедряване на космическия панта.

1.

Бързото развитие на космическата индустрия увеличи търсенето на мащабни механизми за внедряване на пространство. Тези механизми се използват за различни приложения като гъвкави слънчеви клетъчни масиви, антени и поддържащи структури за дистанционно наблюдение и дълбоки космически сонди. Механизмите за внедряване трябва да бъдат сгънати и съхранявани по време на фазата на стартиране и след това се разширяват с помощта на източник на захранване веднъж в пространството. Въпреки това, с увеличаването на размера на структурата на опората и масата намалява, твърдостта на структурата намалява, което води до по -ниски естествени честоти. Това може да доведе до свързване на вибрации между тялото на космическия кораб и механизма за внедряване, намалявайки стабилността на механизма. Ето защо е важно да се проучи влиянието на метода на плътността и армировката върху естествената честота на механизма за внедряване на космическия шарнир.

2. Модел на механизма за внедряване на космическия шарнир

Механизмът на разполагане на космическия шарнир се състои от рамкова част и част от пръта. Рамката и пръчките са свързани с помощта на шарнирни валове, образувайки структура на поддръжка на ножица. Методите за армировка, разгледани в това проучване, са свързване на армировката на пръта и подсилването на въжето от стоманена тел. Арматурата на свързващия прът включва свързване на два U-образни пръта в една и съща посока, докато армировката на стоманената телена въже включва навиване на стоманена телена въже около ролка. Моделът на крайните елементи на механизма е създаден с помощта на Solid45 единици за части от рамката и пръта и BEAM188 за армировъчните части.

3. Модален анализ

Модалният анализ беше проведен за определяне на характеристиките на вибрациите и основните честоти на структурата. Бяха разгледани два материала, алуминий и въглеродни влакна и бяха сравнени методите за армировка на свързващи пръти и стоманени телени въжета. Резултатите показват, че механизмът, направен от въглеродни влакна със армировка на свързване на пръта, има най -високата основна честота, докато механизмът, направен от алуминий със стоманена телесна армировка на въжето, има най -ниската основна честота. Механизмът, направен от въглеродни влакна със армировка на свързващи прът, имаше основна честота 71,7% по -голяма от тази на армировката на въжето от стоманена тел. По подобен начин механизмът, направен от алуминий със усилването на свързващия прът, има основна честота с 58% по -голяма от този на армировката на стоманеното телено въже. По отношение на плътността на материала, въглеродните влакна са имали по -висока основна честота от алуминия, с разлика от 48,5% за армировката на свързване на пръта и 23,5% за армировката на стоманената телена въже.

4.

Естествените честоти на механизма за внедряване на космически панта се влияят от използваните материали и методи за подсилване. Плътността на материала оказва значително влияние върху естествената честота, като по -високата плътност води до по -ниски естествени честоти. Различните методи за подсилване също водят до значителни разлики в естествената честота. При избора на методи и материали за подсилване на механизма за внедряване на космическия шарнир е важно да се вземат предвид факторите, които влияят на естествената честота. Тези констатации дават насоки за проектирането, анализа и оптимизирането на механизма.

В заключение, изследването на влиянието на метода на плътността на материала и армировката върху естествената честота на механизма за внедряване на космическия шарнир е от решаващо значение за гарантиране на стабилността и работата на механизма. С напредъка в технологиите могат да се направят допълнителни подобрения и оптимизации за повишаване на динамиката и общата ефективност на механизмите за внедряване на космически шарнири.