Uue suure nurgaga painduva Hinge_inge teadmise lõplike elementide meetodi kujundamine ja jõudluse analüüs

Kokkuvõte: Suure deformatsiooni, väikese stressi ja väikese keskpunkti triiviga paindlike hingede arendamine on alati olnud paindlike liigend -uuringute valdkonnas keeruline probleem. See artikkel tutvustab paindliku liigendi uudset disaini, millel on V-kujuline struktuur, superpositsiooni teooria ja sümmeetriline paigutusmeetod, mis on inspireeritud teatud võõrast painduvast liigendist. Selle paindliku liigendi kujundamiseks, matemaatilise mudeli loomiseks ja selle jõudluse analüüsimiseks viidi läbi kontseptuaalne uuring. Lõplike elementide meetodi analüüs näitas, et projekteerimismeetod suurendas hinge paindlikkust, pikendades sektsiooni, vähendades selle keskmist triivi ja maksimaalset pinget, mille tulemuseks oli maksimaalne pöörlemisnurk umbes 16 °, maksimaalne keskel triiv 3,557 μm ja maksimaalne pinge 499,8 MPa, mis vastab esialgsetele konstruktsiooninõuetele. Need tulemused kinnitavad liigendi praktilist väärtust.

Praegu võtavad kosmose optilised kaugsensorid pikkade liinimassiivide saavutamiseks peamiselt TDICCD astmelise splaissimismeetodi. Sellel meetodil puudub aga pildi liikumise kompenseerimine, mis viib pildi eraldusvõime olulise vähenemiseni. Seetõttu on vaja pildi liikumise kompenseerimist. Kaks levinud meetodit on mehaaniline pildi liikumise kompenseerimine ja elektrooniline kompenseerimine. See artikkel keskendub TDICCD seadme pöörlemise reaalajas kontrollile, et saavutada pildi liikumise kompenseerimine. Tavalised pöörlemismehhanismid ei suuda täita kosmoses olevaid täpsusnõudeid, mis nõuavad paindlike hingede arendamist, millel puudub tühimik, hõõrdumine, määrimine ja kõrge eraldusvõime. Selles paberis välja töötatud liigend põhineb konkreetsel kaamera kujundusel, mis nõuab pöörlemisnurka 6-8 °, keskne triiv ei ületa 10 μm ja mõõtmeid 40 mm × 60 mm piires.

Paindlik liigendkujundus:

Tutvustatakse mitmeid tüüpilisi painduvaid liigendikujundusi, sealhulgas astmeline painduv liigend, jagatud toru painduv liigend ja vaba painduv painduv painduv liigend. Kuigi nendel hingedel on hea paindlikkus ja suur hulk pöörlemisnurki, kannatavad nad väliste jõudude korral olulise keskpunkti triivi. Nende hingede ühine omadus on mitme pilliroo kasutamine deformatsiooniks, saavutades kontsentreeritud deformatsiooni jaotunud paindlikkuse kaudu. Mitmepäraste konfiguratsioonide struktuurilist stabiilsust on aga kosmosekeskkonnas keeruline tagada. Seetõttu rõhutatakse vajadust täiendavate uuringute järele nende komponentide rakendamiseks kosmose suhtes. Nende probleemide lahendamiseks pakutakse välja uus liblika painduv liigendkujundus, mis sisaldab V-kujulist disaini ja sümmeetrilist struktuuri, mis on inspireeritud ratta tüüpi painduvast liigendist.

Liblikate painduva liigendi analüüs:

Liblika painduva hinge geomeetrilist mudelit analüüsitakse lõplike elementide meetodi abil. Hinge koosneb V-kujulise kujundusega omavahel ühendatud hingedest, mis võimaldab painduva seadme suurenenud pikkust ilma selle paksust kahjustamata. Analüüs näitab, et disain vähendab tõhusalt stressi, jaotades jõud nelja osa vahel ja rakendades vektori nihke, et minimeerida keskpunkti triivi. Maksimaalne pinge on umbes 499,8 MPa, valitud materjali lubatud pingevahemikus. Hinge saavutab pöörlemisnurga 8 ° ja keskmise triivimise 3,557 μm, mis vastab projekteerimisnõuetele. Samuti uuritakse seost raadiuse ja keskpunkti triivi vahel, mille 17 mm raadius peetakse liigendi kujunduse jaoks optimaalseks. Lisaks näitab analüüs jõu ja nihke vahelist lineaarset seost, võimaldades pöörlemisnurga täpset kontrolli.

Kokkuvõtteks võib öelda, et lõplike elementide meetodi abil on kavandatud uut tüüpi suure nurgaga painduv liigend ja selle jõudlust analüüsitakse. Kavandatud V-kujuline disain, superpositsiooni teooria ja sümmeetriline paigutus põhjustavad suurenenud paindlikkust, vähenenud keskpunkti triivi ja stressi. Hinge saavutab maksimaalse pöördenurga 16 °, maksimaalse keskmise triivimise 3,557 μm ja maksimaalne pinge 499,8 MPa, mis vastab disaininõuetele. Jõudude vahelise suhte analüüs kinnitab veelgi hinge suurepärast lineaarset elastsust. Üldiselt on arenenud liigendil praktiline väärtus ja seda saab kasutada erinevates stsenaariumides, näiteks avatseremooniad, ärinäitused ja tooteprobleemid.