Uuden suuren kulman joustavan Hinge_hinge tietävät äärellisen elementtimenetelmän suunnittelu ja suoritusanalyysi

Tiivistelmä: Joustavien saranojen kehitys, jolla on suuri muodonmuutos, pieni stressi ja pieni keskikeskuksen ajautuminen, on aina ollut haastava ongelma joustavan saranatutkimuksen alalla. Tässä artikkelissa esitetään uusi joustavan saranan malli, jolla on V-muotoinen rakenne, superpositioteoria ja symmetrinen asettelumenetelmä, joka on inspiroinut tietyn vieraan joustavan saranan. Tämän joustavan saranan suunnittelemiseksi, matemaattisen mallin laatimiseksi ja sen suorituskyvyn analysoimiseksi tehtiin käsitteellinen tutkimus. Finite Elementin menetelmäanalyysi osoitti, että suunnittelumenetelmä lisäsi saranan joustavuutta pidentämällä leikkausta, vähensi sen keskikohdan ja maksimaalisen jännityksen, mikä johti maksimikulmaan noin 16 °, enimmäiskeskuksen ajelemiseen 3,557 μm ja enimmäisjännitys 499,8 MPa vastaamaan alkuperäisiä suunnitteluvaatimuksia. Nämä tulokset vahvistavat saranan käytännön arvon.

Tällä hetkellä avaruusoptiset kaukosäätimet omaksuvat pääasiassa TDICCD -porrastetun silmukointimenetelmän pitkien linjaryhmien saavuttamiseksi. Tällä menetelmällä puuttuu kuitenkin kuvan liikekompensointi, mikä johtaa kuvan resoluution merkittävään vähentymiseen. Siksi kuvan liikkeen kompensointi on välttämätöntä. Mekaaninen kuvan liikkeen kompensointi ja elektroninen kompensointi ovat kaksi yleistä menetelmää. Tässä artikkelissa keskitytään TDICCD-laitteen pyörimisen reaaliaikaiseen hallintaan kuvan liikkeen kompensoinnin saavuttamiseksi. Tavalliset kiertävät mekanismit eivät pysty täyttämään avaruuden tarkkuusvaatimuksia, mikä edellyttää joustavien saranojen kehitystä ilman aukkoa, kitkaa, voitelua ja korkeaa resoluutiota. Tässä artikkelissa kehitetty saranaa perustuu tiettyyn kameran suunnitteluun, joka vaatii 6-8 °: n kiertokulman, keskikohdan ajelemisen, joka ei ole enintään 10 μm ja mitat 40 mm × 60 mm: n sisällä.

Joustava saranasuunnittelu:

Käytetään useita tyypillisiä joustavia saranamalleja, mukaan lukien porrastettu joustava sarana, jaetun putken joustava sarana ja vapaasti muotoillut joustava sarana. Vaikka näillä saranoilla on hyvä joustavuus ja suuri valikoima pyörimiskulmia, ne kärsivät merkittävästä keskikohdasta, kun ne kohdistuvat ulkoisiin voimiin. Näiden saranojen yleinen ominaisuus on useiden ruokojen käyttö muodonmuutokseen saavuttaen keskittyneen muodonmuutoksen hajautetun joustavuuden avulla. Monirunkoisten kokoonpanojen rakenteellista vakautta on kuitenkin vaikea varmistaa avaruusympäristössä. Siksi korostetaan jatkotutkimuksen tarve näiden komponenttien soveltamiseksi avaruuteen. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi ehdotetaan uusi Butterfly-joustava saranasuunnittelu, joka sisältää V-muotoisen suunnittelun ja symmetrisen rakenteen, joka on inspiroinut pyörätyyppistä joustavaa saranaa.

Butterfly -joustavan saranan analyysi:

Perhonen joustavan saranan geometrinen malli analysoidaan äärellisen elementin menetelmällä. Sarana koostuu toisiinsa kytketyistä saranoista, joilla on V-muotoinen muotoilu, mikä mahdollistaa joustavan yksikön lisääntyneen pituuden vaarantamatta sen paksuutta. Analyysi osoittaa, että suunnittelu vähentää stressiä tehokkaasti jakamalla voima neljään osaan ja toteuttamalla vektorin siirtymistä keskikohdan ajelemisen minimoimiseksi. Suurin jännitys on noin 499,8 MPa, valitun materiaalin sallitulla jännitysalueella. Sarana saavuttaa 8 °: n kiertokulman ja keskikohdan 3,557 μm, joka täyttää suunnitteluvaatimukset. Säteen ja keskikohdun välistä suhdetta tutkitaan myös, 17 mm: n sädettä pidetään optimaalisena saranasuunnittelussa. Lisäksi analyysi paljastaa voiman ja siirtymän välisen lineaarisen suhteen, mikä mahdollistaa kiertokulman tarkan hallinnan.

Yhteenvetona voidaan todeta, että uuden tyyppinen suuren kulman joustava sarana on suunniteltu äärellisen elementin menetelmällä ja sen suorituskykyä analysoidaan. Ehdotettu V-muotoinen suunnittelu, superpositioteoria ja symmetrinen asettelu johtavat lisääntyneeseen joustavuuteen, vähentyneeseen keskikohdassa ja stressiin. Saranassa saavutetaan maksimaalisen kiertokulman 16 °, enimmäiskeskuksen ajettaessa 3,557 μm ja enimmäisjännityksen 499,8 MPa, joka täyttää suunnitteluvaatimukset. Voimansiirtosuhteen analyysi vahvistaa edelleen saranan erinomaisen lineaarisen joustavuuden. Kaiken kaikkiaan kehitetty sarana osoittaa käytännöllistä arvoa, ja sitä voidaan soveltaa erilaisissa skenaarioissa, kuten avajaisissa, liiketoimintanäyttelyissä ja tuotteiden tarjouksissa.