Intrinzična analiza načina rada mehanizma za raspoređivanje šipki na šarkama 1

Brzi razvoj svemirske industrije zahtijevao je korištenje mehanizama raspoređivanja velikih razmjera kako bi se ispunili različiti zahtjevi za primjenom. Međutim, zbog ograničenja kapaciteta svemirskih vozila, ti mehanizmi moraju biti presavijeni i pohranjeni tijekom faze lansiranja. Kada se razvijaju, ovi mehanizmi mogu osjetiti smanjenu krutost, što rezultira nižim prirodnim frekvencijama i nepoželjnim vibracijama spajanja između tijela svemirskog broda i mehanizma za raspoređivanje. Stoga je ključno razumjeti čimbenike koji utječu na prirodnu frekvenciju mehanizma za raspoređivanje šarki za bolji dizajn i umjeravanje.

Sažetak:

Kada se u mehanizmu širenja šipki šarke koriste različiti materijali i metode pojačanja, njihove se prirodne frekvencije značajno razlikuju. Modalna analiza pomoću softvera s konačnim elementom ANSYS može se provesti kako bi se utvrdio utjecaj gustoće materijala i metode pojačanja na prirodnu frekvenciju. Nalazi istraživanja pokazuju da gustoća materijala ima značajan utjecaj na prirodnu frekvenciju, s većim utjecajem na veću gustoću. Uz to, različite metode pojačanja također dovode do značajnih razlika u prirodnoj frekvenciji. Ova studija daje vrijedne smjernice za dinamičku analizu i daljnju optimizaciju mehanizama raspoređivanja šarki za šarke.

Model mehanizma raspoređivanja štapa za šarku:

Mehanizam za raspoređivanje štapa sa šarkama sastoji se od dijela okvira i dijela štapa, s nosačem škare formiranim u srednjim dvije šipke okvira i šipki. Okvir je opremljen šarkama na oba kraja, omogućavajući mu da se zglob sa gornjim i donjim okvirima. Osovine šarki šipki služe kao fiksacija u tri točke, osiguravajući stabilnost. Nadalje, uključene su dvije strukture za jačanje: struktura spojnih šipki i konstrukcija čelične žice užeta. Ojačanje šipke koristi šipke u obliku slova U spojenim u istom smjeru, dok ojačanje čelične žice konopce uključuje namotavanje čelične žice konopa oko valjka za dodatnu krutost.

Model konačnih elemenata:

Dijelovi okvira i nosača modelirani su pomoću čvrstog trodimenzionalnog modeliranja s solid45 jedinicom. Ova jedinica točno odražava stvarnu situaciju i daje precizne rezultate. S druge strane, dio pojačanja modelira se izravno pomoću jedinice BEAM188, nudeći snažne mogućnosti linearne analize i bolje funkcije definicije podataka odjeljka. Element snopa stvara jednodimenzionalni matematički model trodimenzionalne strukture, omogućujući učinkovitu i učinkovite analize.

Modalna analiza mehanizma raspoređivanja štapa za šarku:

Modalna analiza pomaže u određivanju karakteristika vibracije strukture, uključujući njegovu prirodnu frekvenciju i oblik načina rada. Ovi su parametri ključni u nošenju dinamičkih opterećenja i služe kao osnova za ostale probleme dinamičke analize. Budući da mehanizam za ekspanziju prostora zahtijeva lagan dizajn, provodi se modalna analiza materijala aluminija i ugljičnih vlakana s ojačanjem konopa za spajanje ili čelične žice. Dobivene temeljne frekvencije prikazane su u tablici 1.

Studija otkriva da se prirodne frekvencije mehanizama raspoređivanja šarki za šarke razlikuju ovisno o materijalima i korištenim metodama pojačanja. Gustoća materijala ima značajan utjecaj na prirodnu frekvenciju, a veće gustoće što dovodi do nižih temeljnih frekvencija. Nadalje, različite metode pojačanja rezultiraju značajnim razlikama u prirodnoj frekvenciji. Općenito, razumijevanje ovih čimbenika omogućava odabir odgovarajućih metoda i materijala ojačanja za poboljšane performanse mehanizama raspoređivanja šarki.

Zaključno, nalaze istraživanja ističu važnost razmatranja metode gustoće materijala i pojačanja u dizajnu i umjeravanju mehanizama raspoređivanja šipki svemirske šarke. Podaci navedeni u ovoj studiji pomoći će u preciznom odabiru materijala i metoda ojačanja, optimizirajući na taj način dinamičke performanse i stabilnost mehanizama raspoređivanja prostora.