유한 요소 방법 설계 및 성능 분석 새로운 대형 신각성 유연성 hinge hinge hone
초록 : 변형이 큰 유연한 힌지의 개발, 작은 스트레스 및 소형 중심 드리프트는 항상 유연한 힌지 연구 분야에서 어려운 문제였습니다. 이 논문은 특정 외국의 유연한 힌지에서 영감을 얻은 V 자형 구조, 중첩 이론 및 대칭 레이아웃 방법을 갖춘 유연한 힌지의 새로운 디자인을 제시합니다. 이 유연한 힌지를 설계하고 수학적 모델을 설정하며 성능을 분석하기위한 개념 연구가 수행되었습니다. 유한 요소 방법 분석에 따르면 설계 방법이 섹션을 연장시킴으로써 힌지의 유연성을 높이고, 중심 드리프트 및 최대 응력을 줄여서 최대 16 °의 최대 회전 각도, 최대 3.557 μm, 최대 499.8 MPa의 최대 응력이 초기 설계 요구 사항을 충족 함을 보여 주었다. 이 결과는 힌지의 실제 가치를 확인합니다.
현재 우주 광학 원격 센서는 주로 긴 라인 어레이를 달성하기 위해 TDICCD 스 태거 스 플라이 싱 방법을 채택합니다. 그러나이 방법에는 이미지 모션 보상이 부족하여 이미지 해상도가 크게 줄어 듭니다. 따라서 이미지 모션 보상이 필요합니다. 기계적 이미지 모션 보상 및 전자 보상은 두 가지 일반적인 방법입니다. 이 백서는 이미지 모션 보상을 달성하기 위해 TDICCD 장치의 회전의 실시간 제어에 중점을 둡니다. 일반 회전 메커니즘은 우주의 정밀 요구 사항을 충족 할 수 없으므로 갭, 마찰, 윤활 및 고해상도가없는 유연한 힌지의 개발이 필요합니다. 이 논문에서 개발 된 힌지는 특정 카메라 설계를 기반으로하며 6-8 °의 회전 각도, 10 μm를 초과하지 않는 중앙 드리프트 및 40mm x 60mm 이내의 치수가 필요합니다.
유연한 힌지 디자인:
비틀 거리는 유연한 힌지, 분할 튜브 유연한 힌지 및 프리 플렉스 유연한 힌지를 포함하여 몇 가지 전형적인 유연한 힌지 설계가 도입됩니다. 이러한 힌지는 유연성이 우수하고 회전 각도가 넓어 지지만 외부 힘에 노출 될 때 중심 드리프트가 발생합니다. 이러한 힌지의 일반적인 특성은 변형에 여러 리드를 사용하여 분산 유연성을 통해 집중된 변형을 달성하는 것입니다. 그러나 우주 환경에서 다중 리드 구성의 구조적 안정성은 보장하기가 어렵습니다. 따라서 이러한 구성 요소를 우주에 적용하기위한 추가 연구가 필요합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 휠 형 유연성 힌지에서 영감을 얻은 V 자형 디자인과 대칭 구조를 통합 한 새로운 나비 유연한 힌지 디자인이 제안됩니다.
나비 유연한 힌지 분석:
나비 유연성 힌지의 기하학적 모델은 유한 요소 방법을 사용하여 분석됩니다. 힌지는 V 자형 디자인으로 상호 연결된 힌지로 구성되어 두께를 손상시키지 않고 유연한 장치의 길이가 증가 할 수 있습니다. 이 분석은 4 개의 부품에 힘을 분배하고 벡터 오프셋을 구현하여 중심 드리프트를 최소화함으로써 설계가 효과적으로 응력을 줄임한다는 것을 보여줍니다. 최대 응력은 선택한 재료의 허용 응력 범위 내에서 약 499.8 MPa입니다. 힌지는 8 °의 회전 각도와 3.557 μm의 중앙 드리프트를 달성하여 설계 요구 사항을 충족합니다. 반경과 중앙 드리프트 사이의 관계도 조사되며 17mm 반경은 힌지 설계에 최적으로 간주됩니다. 또한, 분석은 힘과 변위 사이의 선형 관계를 보여 주어 회전 각도를 정확하게 제어 할 수있게한다.
결론적으로, 새로운 유형의 대형 신각 유연성 힌지는 유한 요소 방법을 사용하여 설계되었으며 성능을 분석합니다. 제안 된 V 자형 설계, 중첩 이론 및 대칭 레이아웃은 유연성을 높이고 중심 드리프트 감소 및 응력을 증가시킵니다. 힌지는 최대 회전 각도 16 °, 최대 중심 드리프트는 3.557 μm, 최대 응력 499.8 MPa를 달성하여 설계 요구 사항을 충족합니다. 힘-변위 관계의 분석은 힌지의 우수한 선형 탄성을 더욱 확인시켜줍니다. 전반적으로 개발 된 힌지는 실용적인 가치를 보여 주며 개막식, 비즈니스 전시회 및 제품 프로모션과 같은 다양한 시나리오에 적용 할 수 있습니다.
숨겨진 힌지는 매끄럽게 달성하려는 사람들에게 훌륭한 선택입니다.
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