Dizajn metode konačnih elemenata i analiza performansi novog velikog kutnog fleksibilnog zgloba_hinge znaj

Sažetak: Razvoj fleksibilnih šarki s velikom deformacijom, malim stresom i malim središnjim odljevima uvijek je bio izazovan problem u području fleksibilnog istraživanja zglobova. Ovaj rad prikazuje novi dizajn fleksibilne zglobove s strukturom u obliku slova V, teorijom superpozicije i simetričnim metodom izgleda, nadahnutom određenim stranim fleksibilnim zglobom. Provedena je konceptualna studija kako bi se dizajnirala ovaj fleksibilni zglob, uspostavio matematički model i analizirao njegovu izvedbu. Analiza metode konačnih elemenata pokazala je da je dizajnerska metoda povećala fleksibilnost šarki produljenjem presjeka, smanjila njegov središnji nagib i maksimalni napon, što je rezultiralo maksimalnim kutom rotacije od približno 16 °, maksimalnim središtem od 3,557 µm i maksimalnim stresom od 499,8 MPa, ispunjavajući početne zahtjeve za dizajnom. Ovi rezultati potvrđuju praktičnu vrijednost zgloba.

Trenutno, daljinski senzori svemira uglavnom prihvaćaju TDICCD stupnjevanu metodu spajanja kako bi postigli nizove dugih linija. Međutim, ovoj metodi nedostaje kompenzacija kretanja slike, što dovodi do značajnog smanjenja razlučivosti slike. Stoga je potrebna kompenzacija gibanja slike. Mehanička kompenzacija gibanja slike i elektronička kompenzacija dvije su uobičajene metode. Ovaj se rad usredotočuje na kontrolu rotacije TDICCD uređaja u stvarnom vremenu radi postizanja kompenzacije gibanja slike. Obični rotirajući mehanizmi nisu u stanju ispuniti precizne zahtjeve u prostoru, što zahtijeva razvoj fleksibilnih šarki bez praznina, trenja, podmazivanja i visoke rezolucije. Šarka razvijena u ovom radu temelji se na specifičnom dizajnu kamere, što zahtijeva kut rotacije od 6-8 °, središnji odlet koji ne prelazi 10 µM i dimenzije unutar 40 mm × 60 mm.

Fleksibilan dizajn zglobova:

Uvedeno je nekoliko tipičnih fleksibilnih dizajna šarki, uključujući stupnjevano fleksibilno zglobove, fleksibilnu zglobnu šarku i fleksibilnu zglob slobodnog fleksiranja. Iako ove šarke pokazuju dobru fleksibilnost i veliki raspon kutova rotacije, oni pate od značajnog središnjeg odljeva kada su podvrgnuti vanjskim silama. Uobičajena karakteristika ovih šarki je upotreba više trske za deformaciju, postizanje koncentrirane deformacije kroz distribuiranu fleksibilnost. Međutim, u svemirskom okruženju teško je osigurati strukturnu stabilnost konfiguracija s više REED-a. Stoga se naglašava potreba za daljnjim istraživanjima da se ove komponente primjenjuju na prostor. Za rješavanje ovih problema predlaže se novi fleksibilni dizajn šarki, koji uključuje dizajn u obliku slova V i simetričnu strukturu, nadahnut fleksibilnim šarkama tipa kotača.

Analiza fleksibilnog zgloba leptira:

Geometrijski model fleksibilnog zgloba leptira analizira se metodom konačnih elemenata. Šarka se sastoji od međusobno povezanih šarki s dizajnom u obliku slova V, što omogućava povećanu duljinu fleksibilne jedinice bez ugrožavanja njegove debljine. Analiza pokazuje da dizajn učinkovito smanjuje stres distribucijom sile na četiri dijela i primjenom odstupanja vektora kako bi se smanjio središnji odljev. Maksimalni napon je otprilike 499,8 MPa, unutar dopuštenog raspona naprezanja odabranog materijala. Šarka postiže kut rotacije od 8 ° i središnji odmor od 3,557 µm, udovoljavajući zahtjevima za dizajnom. Istražuje se i odnos između polumjera i središnjeg odljeva, a polumjer od 17 mm koji se smatra optimalnim za dizajn zglobova. Uz to, analiza otkriva linearni odnos između sile i pomaka, omogućujući preciznu kontrolu kuta rotacije.

Zaključno, nova vrsta fleksibilnog zgloba velikog kuta dizajnirana je metodom konačnih elemenata, a njegova je izvedba analizirana. Predloženi dizajn u obliku slova V, teorija superpozicije i simetrični izgled rezultiraju povećanom fleksibilnošću, smanjenim središnjim udarcem i stresom. Šarka postiže maksimalni kut rotacije od 16 °, maksimalni središnji odmor od 3,557 µm i maksimalni napon od 499,8 MPa, udovoljavajući zahtjevima za dizajnom. Analiza odnosa sile-zamjena dodatno potvrđuje izvrsnu linearnu elastičnost šarke. Općenito, razvijeni zglob pokazuje praktičnu vrijednost i može se primijeniti u različitim scenarijima, poput ceremonija otvaranja, poslovnih izložbi i promocija proizvoda.