Σχεδιασμός μεθόδου και απόδοση πεπερασμένων στοιχείων και Ανάλυση απόδοσης ενός νέου ευέλικτου ευέλικτου hinge_hinge

Περίληψη: Η ανάπτυξη ευέλικτων μεντεσέδων με μεγάλη παραμόρφωση, μικρό στρες και μικρή κεντρική μετατόπιση ήταν πάντα ένα δύσκολο πρόβλημα στον τομέα της ευέλικτης έρευνας μεντεσέ. Το παρόν έγγραφο παρουσιάζει ένα νέο σχεδιασμό ενός εύκαμπτου μεντεσέ με μια δομή σχήματος V, θεωρία υπέρθεσης και συμμετρική μέθοδο διάταξης, εμπνευσμένη από έναν ορισμένο ξένο ευέλικτο μεντεσέ. Διεξήχθη μια εννοιολογική μελέτη για να σχεδιάσει αυτή την ευέλικτη άρθρωση, να δημιουργήσει ένα μαθηματικό μοντέλο και να αναλύσει την απόδοσή της. Η ανάλυση της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων κατέδειξε ότι η μέθοδος σχεδιασμού αύξησε την ευελιξία του μεντεσέ, επιμηκύνοντας το τμήμα, μείωσε την κεντρική του μετατόπιση και τη μέγιστη τάση, με αποτέλεσμα τη μέγιστη γωνία περιστροφής περίπου 16 °, μια μέγιστη κεντρική μετατόπιση 3,557 μm και μέγιστη τάση 499,8 MPa, ικανοποιώντας τις αρχικές απαιτήσεις σχεδιασμού. Αυτά τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν την πρακτική αξία του μεντεσέ.

Επί του παρόντος, ο διαστημικός οπτικός απομακρυσμένος αισθητήρες υιοθετούν κυρίως τη μέθοδο TDICCD κλιμακωτή ματίσματος για την επίτευξη μεγάλων συστοιχιών γραμμών. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος στερείται αντιστάθμισης κίνησης εικόνας, οδηγώντας σε σημαντική μείωση της ανάλυσης εικόνας. Επομένως, είναι απαραίτητη η αντιστάθμιση κίνησης εικόνας. Η μηχανική αντιστάθμιση κίνησης και η ηλεκτρονική αντιστάθμιση είναι οι δύο κοινές μεθόδους. Το παρόν έγγραφο επικεντρώνεται στον έλεγχο σε πραγματικό χρόνο της περιστροφής της συσκευής TDICCD για την επίτευξη αντιστάθμισης κίνησης εικόνας. Οι συνηθισμένοι περιστρεφόμενοι μηχανισμοί δεν είναι σε θέση να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις ακρίβειας στο διάστημα, απαιτώντας την ανάπτυξη ευέλικτων μεντεσέδων χωρίς κενό, χωρίς τριβή, χωρίς λίπανση και υψηλή ανάλυση. Ο μεντεσέ που αναπτύχθηκε σε αυτό το έγγραφο βασίζεται σε ένα συγκεκριμένο σχέδιο κάμερας, απαιτώντας γωνία περιστροφής 6-8 °, κεντρική μετατόπιση που δεν υπερβαίνει τα 10 μm και διαστάσεις εντός 40 mm × 60mm.

Εύκαμπτος σχεδιασμός άρθρωσης:

Αρκετά τυπικά ευέλικτα σχέδια άρθρωσης εισάγονται, συμπεριλαμβανομένου του κλιμακωτού εύκαμπτου μεντεσέ, του εύκαμπτου μεντεσέ και του εύκαμπτου μεντεσέ και της ελευθέρας κάμψης. Ενώ αυτοί οι μεντεσέδες παρουσιάζουν καλή ευελιξία και μεγάλη γκάμα γωνιών περιστροφής, υποφέρουν από σημαντική κεντρική μετατόπιση όταν υποβάλλονται σε εξωτερικές δυνάμεις. Το κοινό χαρακτηριστικό αυτών των μεντεσέδων είναι η χρήση πολλαπλών καλαμιών για παραμόρφωση, επιτυγχάνοντας συμπυκνωμένη παραμόρφωση μέσω κατανεμημένης ευελιξίας. Ωστόσο, η δομική σταθερότητα των διαμορφώσεων πολλαπλών ετικετών είναι δύσκολο να εξασφαλιστεί στο περιβάλλον του χώρου. Ως εκ τούτου, υπογραμμίζεται η ανάγκη για περαιτέρω έρευνα για την εφαρμογή αυτών των στοιχείων στο χώρο. Για την αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων προτείνεται, προτείνεται ένας νέος ευέλικτος σχεδιασμός μεντεσέδες, ενσωματώνοντας σχεδιασμό σχήματος V και συμμετρική δομή, εμπνευσμένη από τον εύκαμπτο μεντεσέ του τύπου τροχού.

Ανάλυση πεταλούδας εύκαμπτου μεντεσέ:

Το γεωμετρικό μοντέλο του εύκαμπτου μεντεσέ της πεταλούδας αναλύεται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων. Η άρθρωση αποτελείται από διασυνδεδεμένους μεντεσέδες με σχεδιασμό σχήματος V, επιτρέποντας αυξημένο μήκος της ευέλικτης μονάδας χωρίς να διακυβεύεται το πάχος του. Η ανάλυση καταδεικνύει ότι ο σχεδιασμός μειώνει αποτελεσματικά το στρες με τη διανομή της δύναμης σε τέσσερα μέρη και την εφαρμογή μετατόπισης φορέα για να ελαχιστοποιηθεί η κεντρική μετατόπιση. Η μέγιστη τάση είναι περίπου 499,8 MPa, εντός της επιτρεπόμενης τάσης του επιλεγμένου υλικού. Ο μεντεσέ επιτυγχάνει μια γωνία περιστροφής 8 ° και μια κεντρική μετατόπιση 3,557 μm, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις σχεδιασμού. Η σχέση μεταξύ της ακτίνας και του κεντρικού μετατόπισης διερευνάται επίσης, με ακτίνα 17mm που θεωρείται βέλτιστη για το σχεδιασμό μεντεσέδες. Επιπλέον, η ανάλυση αποκαλύπτει μια γραμμική σχέση μεταξύ δύναμης και μετατόπισης, επιτρέποντας τον ακριβή έλεγχο της γωνίας περιστροφής.

Συμπερασματικά, ένας νέος τύπος ευέλικτης άρθρωσης μεγάλης γωνίας έχει σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων και η απόδοσή του αναλύεται. Η προτεινόμενη σχεδίαση σχήματος V, η θεωρία υπέρθεσης και η συμμετρική διάταξη οδηγούν σε αυξημένη ευελιξία, μειωμένη κεντρική μετατόπιση και άγχος. Ο μεντεσέ επιτυγχάνει μέγιστη γωνία περιστροφής 16 °, μέγιστη κεντρική μετατόπιση 3,557 μm και μέγιστη τάση 499,8 MPa, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις σχεδιασμού. Η ανάλυση της σχέσης μετατόπισης της δύναμης επιβεβαιώνει περαιτέρω την εξαιρετική γραμμική ελαστικότητα της άρθρωσης. Συνολικά, ο αναπτυγμένος μεντεσέ εμφανίζει πρακτική αξία και μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορα σενάρια, όπως τελετές έναρξης, επιχειρηματικές εκθέσεις και προωθήσεις προϊόντων.