طراحی روش عناصر محدود و تجزیه و تحلیل عملکرد یک لولا انعطاف پذیر با زاویه بزرگ جدید می دانید

چکیده: توسعه لولا انعطاف پذیر با تغییر شکل بزرگ ، استرس کوچک و رانش مرکز کوچک همیشه یک مشکل چالش برانگیز در زمینه تحقیقات لولا قابل انعطاف بوده است. در این مقاله یک طراحی جدید از یک لولا انعطاف پذیر با یک ساختار V شکل ، نظریه ابرحلی و روش طرح بندی متقارن ، با الهام از یک لولای انعطاف پذیر خارجی ارائه شده است. یک مطالعه مفهومی برای طراحی این لولا انعطاف پذیر ، ایجاد یک مدل ریاضی و تجزیه و تحلیل عملکرد آن انجام شد. تجزیه و تحلیل روش عنصر محدود نشان داد که روش طراحی با افزایش بخش ، انعطاف پذیری لولا را افزایش می دهد ، باعث کاهش مرکز آن و حداکثر استرس می شود و در نتیجه حداکثر زاویه چرخش تقریباً 16 درجه ، حداکثر رانش مرکز 3.557 میکرومتر و حداکثر استرس 499.8 مگاپاسکال ، برآورده می شود. این نتایج ارزش عملی لولا را تأیید می کند.

در حال حاضر ، سنسورهای از راه دور نوری فضا عمدتاً برای دستیابی به آرایه های خط طولانی ، روش ترکیبی مبهم TDICCD را اتخاذ می کنند. با این حال ، این روش فاقد جبران حرکت تصویر است و منجر به کاهش قابل توجهی در وضوح تصویر می شود. بنابراین ، جبران حرکت تصویر لازم است. جبران حرکت تصویر مکانیکی و جبران الکترونیکی دو روش رایج است. این مقاله به کنترل زمان واقعی چرخش دستگاه TDICCD برای دستیابی به جبران حرکت تصویر می پردازد. مکانیسم های چرخشی معمولی قادر به برآورده کردن نیازهای دقیق در فضا نیستند ، و این امر مستلزم توسعه لولا های انعطاف پذیر بدون شکاف ، اصطکاک ، روغن کاری و وضوح بالا نیست. لولای که در این مقاله ایجاد شده است بر اساس یک طراحی دوربین خاص است که به زاویه چرخش 6-8 درجه نیاز دارد ، رانش مرکز بیش از 10 میکرومتر و ابعاد در 60 میلی متر 40 میلی متر است.

طراحی لولا انعطاف پذیر:

چندین طرح لولای انعطاف پذیر معمولی معرفی شده است ، از جمله لولای انعطاف پذیر مبهم ، لولای انعطاف پذیر لوله تقسیم شده و لولا انعطاف پذیر انعطاف پذیر. در حالی که این لولا ها انعطاف پذیری خوبی و طیف وسیعی از زوایای چرخش دارند ، در هنگام قرار گرفتن در معرض نیروهای خارجی از رانش مرکز قابل توجهی رنج می برند. ویژگی مشترک این لولا ها استفاده از نی های متعدد برای تغییر شکل ، دستیابی به تغییر شکل متمرکز از طریق انعطاف پذیری توزیع شده است. با این حال ، ثبات ساختاری تنظیمات چند ردیف برای اطمینان از محیط فضا دشوار است. بنابراین ، نیاز به تحقیقات بیشتر برای استفاده از این مؤلفه ها در فضا تأکید می شود. برای رسیدگی به این مسائل ، یک طراحی لولا انعطاف پذیر پروانه جدید ارائه شده است که شامل یک طراحی V شکل و ساختار متقارن است که با الهام از لولای انعطاف پذیر از نوع چرخ.

تجزیه و تحلیل لولا انعطاف پذیر پروانه:

مدل هندسی لولا انعطاف پذیر پروانه با استفاده از روش عنصر محدود تجزیه و تحلیل می شود. این لولا از لولاهای به هم پیوسته با طراحی V شکل تشکیل شده است و باعث افزایش طول واحد انعطاف پذیر بدون به خطر انداختن ضخامت آن می شود. تجزیه و تحلیل نشان می دهد که طرح با توزیع نیرو در چهار قسمت و اجرای جبران بردار برای به حداقل رساندن رانش مرکز ، استرس را به طور موثری کاهش می دهد. حداکثر استرس تقریباً 499.8 مگاپاسکال است ، در محدوده استرس مجاز مواد انتخاب شده. این لولا به زاویه چرخش 8 درجه و رانش مرکزی 3.557 میکرومتر دست می یابد و نیازهای طراحی را برآورده می کند. رابطه بین شعاع و رانش مرکز نیز مورد بررسی قرار گرفته است که شعاع 17 میلی متر برای طراحی لولا بهینه است. علاوه بر این ، تجزیه و تحلیل رابطه خطی بین نیرو و جابجایی را نشان می دهد ، و کنترل دقیق زاویه چرخش را امکان پذیر می کند.

در نتیجه ، نوع جدیدی از لولا انعطاف پذیر با زاویه بزرگ با استفاده از روش عنصر محدود طراحی شده است و عملکرد آن مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. طرح پیشنهادی V شکل ، نظریه ابرحلی و طرح متقارن منجر به افزایش انعطاف پذیری ، کاهش رانش مرکز و استرس می شود. این لولا به حداکثر زاویه چرخش 16 درجه ، حداکثر رانش مرکز 3.557 میکرومتر و حداکثر استرس 499.8 مگاپاسکال دست پیدا می کند و نیازهای طراحی را برآورده می کند. تجزیه و تحلیل رابطه نیروی جابجایی بیشتر ارتجاعی خطی عالی Hinge را تأیید می کند. به طور کلی ، لولا توسعه یافته دارای ارزش عملی است و می تواند در سناریوهای مختلف مانند مراسم افتتاح ، نمایشگاه های تجاری و تبلیغات محصول استفاده شود.