Analisis Mode Intrinsik Mekanisme Penyebaran Batang Engsel Rod

Abstrak: Frekuensi alami dari mekanisme ekspansi batang engsel ruang dipengaruhi oleh bahan dan metode penguatan yang digunakan. Studi ini melakukan analisis modal menggunakan perangkat lunak elemen hingga untuk menyelidiki pengaruh kepadatan material dan metode penguatan pada frekuensi alami. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kepadatan bahan yang digunakan memiliki dampak yang signifikan pada frekuensi alami, dengan dampak yang lebih besar pada kepadatan yang lebih tinggi. Selain itu, metode penguatan yang berbeda juga menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam frekuensi alami. Temuan penelitian ini memberikan panduan untuk analisis dinamis dan optimalisasi mekanisme penyebaran batang engsel ruang.

1.

Perkembangan yang cepat dari industri luar angkasa telah meningkatkan permintaan akan mekanisme penyebaran ruang skala besar. Mekanisme ini digunakan untuk berbagai aplikasi seperti susunan sel surya yang fleksibel, antena, dan struktur pendukung untuk penginderaan jauh dan probe ruang angkasa dalam. Mekanisme penyebaran perlu dilipat dan disimpan selama fase peluncuran dan kemudian diperluas menggunakan sumber daya sekali di ruang angkasa. Namun, ketika ukuran struktur pendukung meningkat dan massa berkurang, kekakuan struktur berkurang, yang mengarah ke frekuensi alami yang lebih rendah. Hal ini dapat menyebabkan getaran kopling antara tubuh pesawat ruang angkasa dan mekanisme penyebaran, mengurangi stabilitas mekanisme. Oleh karena itu, penting untuk mempelajari pengaruh kepadatan material dan metode penguatan pada frekuensi alami mekanisme penyebaran batang engsel ruang.

2. Model mekanisme penyebaran batang engsel ruang angkasa

Mekanisme penyebaran batang engsel ruang terdiri dari bagian bingkai dan bagian batang. Bingkai dan batang terhubung menggunakan poros engsel, membentuk struktur pendukung gunting. Metode penguatan yang dipertimbangkan dalam penelitian ini adalah menghubungkan penguatan batang dan penguatan tali kawat baja. Penguatan batang penghubung melibatkan menghubungkan dua batang berbentuk U dalam arah yang sama, sedangkan tulangan tali kawat baja melibatkan melilitkan tali kawat baja di sekitar rol. Model elemen hingga dari mekanisme ini dibuat menggunakan unit solid45 untuk bagian bingkai dan batang dan unit beam188 untuk bagian penguatan.

3. Analisis Modal

Analisis modal dilakukan untuk menentukan karakteristik getaran dan frekuensi dasar struktur. Dua bahan, aluminium dan serat karbon, dipertimbangkan, dan metode penguatan batang penghubung dan tali kawat baja dibandingkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mekanisme yang terbuat dari serat karbon dengan penguatan batang penghubung memiliki frekuensi fundamental tertinggi, sedangkan mekanisme yang terbuat dari aluminium dengan penguatan tali kawat baja memiliki frekuensi fundamental terendah. Mekanisme yang terbuat dari serat karbon dengan penguatan batang penghubung memiliki frekuensi mendasar 71,7% lebih besar dari penguatan tali kawat baja. Demikian pula, mekanisme yang terbuat dari aluminium dengan penguatan batang penghubung memiliki frekuensi mendasar 58% lebih besar dari penguatan tali kawat baja. Dalam hal kepadatan material, serat karbon memiliki frekuensi fundamental yang lebih tinggi daripada aluminium, dengan perbedaan 48,5% untuk menghubungkan penguatan batang dan 23,5% untuk penguatan tali kawat baja.

4.

Frekuensi alami dari mekanisme penyebaran batang engsel ruang dipengaruhi oleh bahan dan metode penguatan yang digunakan. Kepadatan material memiliki dampak yang signifikan pada frekuensi alami, dengan kepadatan yang lebih tinggi menghasilkan frekuensi alami yang lebih rendah. Metode penguatan yang berbeda juga menyebabkan perbedaan yang signifikan dalam frekuensi alami. Saat memilih metode dan bahan penguatan untuk mekanisme penyebaran batang engsel ruang, penting untuk mempertimbangkan faktor -faktor yang mempengaruhi frekuensi alami. Temuan ini memberikan panduan untuk desain, analisis, dan optimalisasi mekanisme.

Sebagai kesimpulan, studi tentang pengaruh kepadatan material dan metode penguatan pada frekuensi alami mekanisme penyebaran batang engsel ruang sangat penting untuk memastikan stabilitas dan kinerja mekanisme. Dengan kemajuan teknologi, peningkatan dan optimisasi lebih lanjut dapat dilakukan untuk meningkatkan dinamika dan efisiensi keseluruhan mekanisme penyebaran batang engsel ruang.