ניתוח מצב פנימי של מנגנון פריסת מוט ציר חלל_הינג'ה ידע_טאלסן 1

ההתפתחות המהירה של ענף החלל חייבה את השימוש במנגנוני פריסת שטח רחבי היקף כדי לעמוד בדרישות יישום שונות. עם זאת, בשל מגבלת קיבולת רכב החלל, יש לקפל ולאחסן מנגנונים אלה בשלב השיגור. כאשר הם נפרשים, מנגנונים אלה עשויים לחוות קשיחות מופחתת, וכתוצאה מכך תדרים טבעיים נמוכים יותר ותנודות צימוד לא רצויות בין גוף החללית למנגנון הפריסה. לכן, חיוני להבין את הגורמים המשפיעים על התדירות הטבעית של מנגנון פריסת מוט הציר בחלל לצורך תכנון וכיול טובים יותר.

תַקצִיר:

כאשר משתמשים בחומרים ושיטות חיזוק שונות במנגנון התפשטות מוט הציר בחלל, התדרים הטבעיים שלהם נבדלים באופן משמעותי. ניתן לבצע ניתוח מודאלי באמצעות תוכנת אלמנט סופי ANSYS כדי לקבוע את ההשפעה של צפיפות החומרים ושיטת החיזוק על התדר הטבעי. ממצאי המחקר מצביעים על כך שלצפיפות החומרים יש השפעה משמעותית על התדר הטבעי, עם השפעה רבה יותר שנצפתה על צפיפות גבוהה יותר. בנוסף, שיטות חיזוק שונות מובילות גם להבדלי תדרים טבעיים משמעותיים. מחקר זה מספק הנחיות חשובות לניתוח הדינמי ואופטימיזציה נוספת של מנגנוני פריסת מוט ציר בחלל.

דגם של מנגנון פריסת מוט ציר בחלל:

מנגנון פריסת מוט הציר בחלל מורכב מחלק מסגרת וחלק מוט, עם תמיכה מספריים שנוצרה על ידי שני המוטות האמצעיים של המסגרת והמוטות. המסגרת מצוידת בפירי ציר בשני הקצוות, ומאפשרת להיהיה עם המסגרות העליונות והתחתונות. פירי הציר של המוטות משמשים קיבוע של שלוש נקודות, ומבטיחים יציבות. יתר על כן, שני מבני חיזוק כלולים: מבנה מוט החיבור ומבנה חבל חוט הפלדה. חיזוק מוט החיבור מעסיק מוטות בצורת U המחוברים לאותו כיוון, ואילו חיזוק חבל חוט הפלדה כולל פיתול חבל תיל פלדה סביב גלגלת לתוספת קשיחות.

מודל אלמנט סופי:

חלקי המסגרת והמתחה מתוכננים באמצעות דוגמנות תלת מימדית מוצקה עם יחידת Solid45. יחידה זו משקפת במדויק את המצב בפועל ומספקת תוצאות מדויקות. מצד שני, חלק החיזוק מעוצב ישירות באמצעות יחידת Beam188, ומציע יכולות ניתוח ליניאריות עוצמתיות ופונקציות הגדרת נתוני קטע טובות יותר. אלמנט הקורה מייצר מודל מתמטי חד ממדי של המבנה התלת ממדי, ומאפשר ניתוח יעיל ויעיל.

ניתוח מודאלי של מנגנון פריסת מוט ציר בחלל:

ניתוח מודאלי מסייע בקביעת מאפייני הרטט של המבנה, כולל התדר הטבעי וצורת המצב שלו. פרמטרים אלה הם מכריעים בעומסים דינמיים הנושאים את הבסיס לבעיות ניתוח דינאמיות אחרות. מכיוון שמנגנון הרחבת החלל דורש תכנון קל משקל, נערך ניתוח מודאלי של חומרי אלומיניום וסיבי פחמן עם חיזוק חבל מוט או חוט פלדה. התדרים הבסיסיים המתקבלים מוצגים בטבלה 1.

המחקר מגלה כי התדרים הטבעיים של מנגנוני פריסת מוט הציר בחלל משתנים בהתאם לחומרים ושיטות החיזוק שהשתמשו בהן. לצפיפות החומרים השפעה משמעותית על התדר הטבעי, כאשר צפיפות גבוהה יותר מובילה לתדרים בסיסיים נמוכים יותר. יתר על כן, שיטות חיזוק שונות גורמות להבדלים מהותיים בתדירות הטבעית. בסך הכל, הבנת גורמים אלה מאפשרת בחירת שיטות וחומרים חיזוק מתאימים לשיפור הביצועים של מנגנוני פריסת מוט ציר בחלל.

לסיכום, ממצאי המחקר מדגישים את החשיבות של התחשבות בצפיפות חומרים ושיטת חיזוק בתכנון וכיול של מנגנוני פריסת מוט ציר בחלל. המידע שנמסר במחקר זה יסייע בבחירה המדויקת של חומרים ושיטות חיזוק, ובכך מיטוב את הביצועים הדינמיים והיציבות של מנגנוני פריסת החלל.