Avaruusaranan sauvan käyttöönottomekanismin sisäinen tila -analyysi

Tiivistelmä: Käytetyt materiaalit ja vahvistusmenetelmät vaikuttavat avaruussananan sauvan laajennusmekanismin luonnollisiin taajuuksiin. Tämä tutkimus suoritti modaalianalyysin käyttämällä äärellisten elementtien ohjelmistoja ANSY: tä tutkimaan materiaalitiheyden ja vahvistusmenetelmän vaikutusta luonnolliseen taajuuteen. Tulokset osoittivat, että käytetyn materiaalin tiheydellä on merkittävä vaikutus luonnolliseen taajuuteen, jolla on suurempi vaikutus tiheydessä. Lisäksi erilaiset vahvistusmenetelmät johtivat myös merkittäviin eroihin luonnollisessa taajuudessa. Tämän tutkimuksen tulokset tarjoavat ohjeita avaruusaranan sauvan käyttöönottomekanismin dynaamiselle analyysille ja optimoinnille.

1.

Avaruusteollisuuden nopea kehitys on lisännyt laajamittaisen avaruuden käyttöönottomekanismien kysyntää. Näitä mekanismeja käytetään erilaisiin sovelluksiin, kuten joustaviin aurinkokennon ryhmiin, antenneihin ja tukirakenteisiin kaukokartoitukseen ja syvän avaruuden koettimiin. Käyttöönottomekanismit on taitettava ja tallennettava laukaisuvaiheen aikana ja laajennettava sitten virtalähteellä kerran avaruudessa. Kun tukirakenteen koko kasvaa ja massa pienenee, rakenteen jäykkyys vähenee, mikä johtaa alhaisempiin luonnollisiin taajuuksiin. Tämä voi aiheuttaa kytkentä värähtelyjä avaruusaluksen rungon ja käyttöönottomekanismin välillä vähentäen mekanismin stabiilisuutta. Siksi on tärkeää tutkia materiaalitiheyden ja vahvistusmenetelmän vaikutusta avaruussanan sauvan käyttöönottomekanismin luonnolliseen taajuuteen.

2. Avaruusaranavaraston käyttöönottomekanismi malli

Avaruusaranan sauvan käyttöönottomekanismi koostuu runko -osasta ja sauvan osasta. Kehys ja sauvat on kytketty saranan akseleilla, muodostaen saksituen rakenteen. Tässä tutkimuksessa tarkastellut vahvistusmenetelmät ovat yhdistämisvarsivahvistuksen ja teräslangan vahvistus. Kytketangonvahvistus sisältää kahden U-muotoisen sauvan kytkemisen samaan suuntaan, kun taas teräslanganvahvistukseen sisältyy teräslangan köyden kääntäminen telan ympärille. Mekanismin äärellinen elementtimalli luotiin käyttämällä kiinteitä 45 -yksiköitä kehyksen ja sauvan osille ja BEAM188 -yksiköille vahvistusosille.

3. Modaalianalyysi

Modaalinen analyysi tehtiin rakenteen tärinäominaisuuksien ja perustaajuuksien määrittämiseksi. Tarkasteltiin kahta materiaalia, alumiini- ja hiilikuitua, ja verrattiin kytkentätankojen ja teräslankojen köysien vahvistusmenetelmiä. Tulokset osoittivat, että hiilikuidusta valmistetulla mekanismilla, jolla on kytkentätangon vahvistus, oli suurin perustaajuus, kun taas alumiinista valmistetulla mekanismilla teräslankaköydenvahvistuksella oli alhaisin perustaajuus. Hiilikuidusta tehdyssä mekanismissa, jolla on kytkentätangonvahvistus, perustaajuus oli 71,7% suurempi kuin teräslankakokouksen vahvistus. Samoin alumiinista valmistetussa mekanismissa kytkentätangonvahvistuksella oli perustavanlaatuinen taajuus 58% suurempi kuin teräslangan vahvistus. Materiaalitiheyden kannalta hiilikuidun perustaajuus oli korkeampi kuin alumiini, ero 48,5% kytkentävarsivahvistuksissa ja 23,5% teräslangan vahvistamisessa.

4.

Käytetyt materiaalit ja vahvistusmenetelmät vaikuttavat avaruussaranan sauvan käyttöönottomekanismin luonnollisiin taajuuksiin. Materiaalin tiheydellä on merkittävä vaikutus luonnolliseen taajuuteen, ja tiheydet johtavat alhaisemmat luonnolliset taajuudet. Erilaiset vahvistusmenetelmät johtavat myös merkittäviin eroihin luonnollisessa taajuudessa. Kun valitset vahvistusmenetelmiä ja materiaaleja avaruusaranavarsien käyttöönottomekanismiin, on tärkeää ottaa huomioon tekijät, jotka vaikuttavat luonnolliseen taajuuteen. Nämä havainnot tarjoavat ohjeita mekanismin suunnittelulle, analysoinnille ja optimoinnille.

Yhteenvetona voidaan todeta, että materiaalitiheyden ja vahvistusmenetelmän vaikutuksen tutkiminen avaruusaranan sauvan käyttöönottomekanismin luonnolliseen taajuuteen on ratkaisevan tärkeä mekanismin stabiilisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Teknologian edistymisen myötä voidaan tehdä lisäparannuksia ja optimointia avaruusaranan sauvan käyttöönottomekanismien dynamiikan ja yleisen tehokkuuden parantamiseksi.