スペースの固有モード分析ヒンジロッド展開メカニズム_hinge知識_tallsen 1
宇宙産業の急速な発展により、さまざまなアプリケーション要件を満たすために、大規模なスペース展開メカニズムの利用が必要になりました。 ただし、宇宙車両容量の制限により、これらのメカニズムは、打ち上げ段階で折りたたんで保存する必要があります。 展開すると、これらのメカニズムは剛性の低下を経験する可能性があり、その結果、自然周波数が低くなり、宇宙船の身体と展開メカニズムの間の望ましくない結合振動が生じる可能性があります。 したがって、より良い設計とキャリブレーションのために、スペースヒンジロッド展開メカニズムの固有周波数に影響を与える要因を理解することが不可欠です。
抽象的な：
異なる材料と補強方法が宇宙ヒンジロッドの拡張メカニズムで採用されている場合、それらの自然周波数は大きく異なります。 有限要素ソフトウェアANSYSを使用したモーダル分析を実施して、材料密度と補強法が固有周波数に与える影響を決定できます。 調査結果は、材料密度が固有周波数に大きな影響を及ぼし、より高い密度に対してより大きな衝撃が観察されることを示しています。 さらに、さまざまな強化方法も、かなりの固有周波数の違いにつながります。 この研究は、動的分析のための貴重なガイダンスと、宇宙ヒンジのロッド展開メカニズムのさらなる最適化を提供します。
スペースヒンジロッド展開メカニズムのモデル：
スペースヒンジロッドの展開メカニズムは、フレームパーツとロッドパーツで構成され、フレームとロッドの中央の2つのロッドによって形成されたサイザーサポートがあります。 フレームには、両端にヒンジシャフトが装備されているため、上部と下のフレームでヒンジを付けることができます。 ロッドのヒンジシャフトは3点固定として機能し、安定性を確保します。 さらに、コネクティングロッド構造とスチールワイヤーロープ構造の2つの強化構造が含まれています。 コネクティングロッドの補強材は、同じ方向に接続されたU字型のロッドを採用していますが、スチールワイヤーロープの補強は、剛性を高めるためにローラーの周りにスチールワイヤーロープを巻き付けることを伴います。
有限要素モデル：
フレーム部品とストラット部品は、Solid45ユニットを使用した固体3次元モデリングを使用してモデル化されています。 このユニットは、実際の状況を正確に反映し、正確な結果を提供します。 一方、補強部はBeAM188ユニットを使用して直接モデル化されており、強力な線形解析機能とより良いセクションデータ定義関数を提供します。 ビーム要素は、3次元構造の1次元数学モデルを生成し、効率的かつ効果的な分析を可能にします。
スペースヒンジロッド展開メカニズムのモーダル分析：
モーダル分析は、その固有周波数やモードの形状を含む構造の振動特性を決定するのに役立ちます。 これらのパラメーターは、動的荷重を負担する上で重要であり、他の動的分析の問題の基礎として機能します。 空間拡張メカニズムには軽量設計が必要なため、コネクティングロッドまたはスチールワイヤーロープ補強のいずれかを備えたアルミニウムおよび炭素繊維材料のモーダル分析が行われます。 得られた基本周波数を表1に示します。
この研究では、宇宙ヒンジのロッド展開メカニズムの自然周波数は、採用されている材料と補強方法によって異なることが明らかになりました。 材料密度は、固有周波数に大きな影響を及ぼし、密度が高いと基本周波数が低くなります。 さらに、異なる補強方法は、固有周波数に大きな違いをもたらします。 全体として、これらの要因を理解することで、適切な補強方法と材料の選択が可能になり、宇宙ヒンジの展開メカニズムのパフォーマンスが向上します。
結論として、調査結果は、宇宙ヒンジの展開メカニズムの設計とキャリブレーションにおける材料密度と強化方法を考慮することの重要性を強調しています。 この研究で提供される情報は、材料の正確な選択と補強方法に役立ち、したがって、宇宙展開メカニズムの動的な性能と安定性を最適化します。
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