Analiza unutarnjeg načina rada sa šarkim šarkima Mehanism_hinge znanja_tallsen

Sažetak: Na prirodne frekvencije mehanizma za širenje šarke za šarku utječu na metode materijala i armature koji se koriste. Ova studija provodila je modalnu analizu koristeći softver konačnih elemenata ANSYS za istraživanje utjecaja metode gustoće materijala i pojačanja na prirodnu frekvenciju. Rezultati su pokazali da se gustoća korištenog materijala ima značajan utjecaj na prirodnu frekvenciju, s većim utjecajem na višim gustoćom. Uz to, različite metode pojačanja rezultirale su i značajnim razlikama u prirodnoj frekvenciji. Nalazi ove studije pružaju smjernice za dinamičku analizu i optimizaciju mehanizma za implementaciju šarki.

1.

Brz razvoj svemirske industrije povećao je potražnju za velikim mehanizmima raspoređivanja prostora. Ovi se mehanizmi koriste za različite aplikacije poput fleksibilnih solarnih staničnih polja, antena i poduprtnih struktura za daljinske senzonske i duboke svemirske sonde. Mehanizmi za implementaciju moraju se saviti i pohraniti tijekom faze lansiranja, a zatim se proširiti pomoću izvora napajanja jednom u prostoru. Međutim, kako se veličina strukture podrške povećava i masa opada, krutost strukture smanjuje se, što dovodi do niže prirodne frekvencije. To može prouzrokovati spajanje vibracija između tijela svemirske letjelice i mehanizma za implementaciju, smanjenje stabilnosti mehanizma. Stoga je važno proučiti utjecaj metode gustoće materijala i pojačanja na prirodnu frekvenciju mehanizma za implementaciju šarke.

2. Model mehanizma za implementaciju šarke za šarku

Mehanizam za implementaciju šarke sa šarkama sastoji se od dijela okvira i dijela štapa. Okvir i šipke su povezani pomoću osovina šarke, tvoreći strukturu podrške škaru. Metode pojačanja razmotrene u ovoj studiji su povezivanje armature o pojačanju šipke i čelične žičane konopce. Pojačanje spojnog šipka uključuje povezivanje dva šipka u obliku slova U u istom smjeru, dok pojačanje čelične žice uključuje namotavanje čeličnog konopa žice oko valjka. Model konačnih elemenata mehanizma kreiran je pomoću Solid45 jedinica za dijelove okvira i šipki i BAAM188 jedinica za dijelove ojačanja.

3. Modalna analiza

Provedena je modalna analiza radi utvrđivanja vibracijskih karakteristika i temeljnih frekvencija strukture. Razmatrane su dva materijala, aluminijum i karbonska vlakna, a uspoređeni su metode pojačanja povezivanja šipki i čeličnih žičanih užadi. Rezultati su pokazali da je mehanizam napravljen od armature za povezivanje sa povezivanjem štapova imao najveću osnovnu frekvenciju, dok je mehanizam izrađen od aluminija sa ojačanjem konopce čelične žice imao je najnižu osnovnu frekvenciju. Mehanizam izrađen od ugljičnog vlakana sa povezivanjem armature sa spojnom šipkom imao je osnovnu frekvenciju 71,7% veća od ojačanja čeličnih žičana konopca. Slično tome, mehanizam izrađen od aluminija sa povezivanjem armature sa spojnom šipkom imao je osnovnu frekvenciju 58% veća od ojačanja čeličnih žičanih konopa. U pogledu gustine materijala, karbonska vlakna imala je veću fundamentalnu frekvenciju od aluminija, s razlikama od 48,5% za povezivanje šipke i 23,5% za pojačanje konopa od čelične žice.

4.

Na prirodne frekvencije mehanizma za implementaciju šarke za šarku utječu su korišteni materijali i metode pojačanja. Gustina materijala ima značajan utjecaj na prirodnu frekvenciju, s većim gustoćom što rezultira nižim prirodnim frekvencijama. Različite metode pojačanja također vode do značajnih razlika u prirodnoj frekvenciji. Prilikom odabira načina pojačanja i materijala za mehanizam za implementaciju šarke za šarku, važno je razmotriti faktore koji utječu na prirodnu frekvenciju. Ovi nalazi pružaju smjernice za dizajn, analizu i optimizaciju mehanizma.

Zaključno, studija utjecaja metode gustine materijala i pojačanja na prirodnu frekvenciju mehanizma za razmatranje prostora svemirske šarke ključna je za osiguranje stabilnosti i performansi mehanizma. Uz napredak u tehnologiji, mogu se poboljšati daljnja poboljšanja i optimizacije za unapređenje dinamike i ukupne efikasnosti mehanizama razmeštanja šarki.