Galīgo elementu metodes dizains un jaunas liela leņķa elastīgas hinge_hinge zināšanas analīze un veiktspējas analīze

Kopsavilkums: Elastīgu eņģu izstrāde ar lielu deformāciju, nelielu stresu un nelielu centra novirzi vienmēr ir bijusi izaicinoša problēma elastīgu eņģu pētījumu jomā. Šajā rakstā ir parādīts jauns elastīgas eņģes dizains ar V formas struktūru, superpozīcijas teoriju un simetrisku izkārtojuma metodi, kuru iedvesmojusi noteikta sveša elastīga eņģe. Tika veikts konceptuāls pētījums, lai izstrādātu šo elastīgo eņģi, izveidotu matemātisko modeli un analizētu tā sniegumu. Galīgo elementu metodes analīze parādīja, ka projektēšanas metode palielināja eņģes elastīgumu, pagarinot sekciju, samazinot tās centra novirzi un maksimālo spriegumu, kā rezultātā maksimālais rotācijas leņķis ir aptuveni 16 °, maksimālais centra novirze ir 3,557 μm un maksimālais spriegums 499,8 MPa, kas atbilst sākotnējām projektēšanas prasībām. Šie rezultāti apstiprina eņģes praktisko vērtību.

Pašlaik kosmosa optiskie tālvadības sensori galvenokārt pieņem TDICCD sakārtotu savienošanas metodi, lai sasniegtu garo līniju blokus. Tomēr šai metodei trūkst attēla kustības kompensācijas, kā rezultātā ievērojami samazinās attēla izšķirtspēja. Tāpēc ir nepieciešama attēla kustības kompensācija. Mehāniskās attēla kustības kompensācija un elektroniskā kompensācija ir divas izplatītas metodes. Šis raksts koncentrējas uz TDICCD ierīces rotācijas reāllaika kontroli, lai panāktu attēla kustības kompensāciju. Parastie rotējošie mehānismi nespēj izpildīt precizitātes prasības kosmosā, prasot elastīgu eņģu attīstību bez spraugas, bez berzes, bez eļļošanas un augsta izšķirtspēja. Šajā rakstā izstrādātās eņģes balstās uz īpašu kameras dizainu, kurai nepieciešams griešanās leņķis 6-8 °, centra novirze nepārsniedz 10 μm un izmēri 40 mm × 60 mm attālumā.

Elastīgs eņģu dizains:

Tiek ieviesti vairāki tipiski elastīgi eņģu dizaini, ieskaitot pakāpenisko elastīgo eņģi, sadalīto caurules elastīgo eņģi un brīvi izveicīgu elastīgu eņģi. Kaut arī šīm eņģēm ir laba elastība un liels rotācijas leņķu klāsts, tās cieš no ievērojamas centra novirzes, ja tos pakļauts ārējiem spēkiem. Šo eņģu kopīgā īpašība ir vairāku niedru izmantošana deformācijai, sasniedzot koncentrētu deformāciju, izmantojot sadalītu elastību. Tomēr kosmosa vidē ir grūti nodrošināt vairāku reidu konfigurāciju strukturālo stabilitāti. Tāpēc tiek uzsvērta nepieciešamība pēc turpmākiem pētījumiem, lai šos komponentus piemērotu kosmosā. Lai risinātu šos jautājumus, tiek piedāvāts jauns tauriņa elastīgs eņģu dizains, kurā iekļauts V formas dizains un simetriska struktūra, kuru iedvesmojusi riteņa tipa elastīga eņģe.

Tauriņu elastīgas eņģes analīze:

Tauriņa elastīgās eņģes ģeometriskais modelis tiek analizēts, izmantojot galīgo elementu metodi. Eņģu veido savstarpēji savienotas eņģes ar V formas dizainu, ļaujot palielināt elastīgās vienības garumu, neapdraudot tās biezumu. Analīze parāda, ka dizains efektīvi samazina stresu, sadalot spēku četrās daļās un ieviešot vektora nobīdi, lai samazinātu centra novirzi. Maksimālais spriegums ir aptuveni 499,8 MPa, izvēlētā materiāla pieļaujamajā sprieguma diapazonā. Eņģe sasniedz 8 ° rotācijas leņķi un centra novirzi 3,557 μm, kas atbilst projektēšanas prasībām. Tiek pētīta arī saistība starp rādiusu un centra novirzi, un 17 mm rādiuss tiek uzskatīts par optimālu eņģu dizainam. Turklāt analīze atklāj lineāru saistību starp spēku un pārvietojumu, ļaujot precīzi kontrolēt rotācijas leņķi.

Noslēgumā jāsaka, ka, izmantojot galīgo elementu metodi, ir izstrādāts jauna veida liela leņķa elastīga eņģe, un tā veiktspēja tiek analizēta. Piedāvātais V formas dizains, superpozīcijas teorija un simetriskais izkārtojums palielina elastību, samazinātu centra novirzi un stresu. Eņģe sasniedz maksimālo rotācijas leņķi 16 °, maksimālo centra novirzi 3,557 μm un maksimālais spriegums 499,8 MPa, kas atbilst projektēšanas prasībām. Spēka pārvietošanas attiecību analīze vēl vairāk apstiprina eņģes lielisko lineāro elastību. Kopumā attīstītās eņģes ir praktiskas vērtības, un to var izmantot dažādos scenārijos, piemēram, atklāšanas ceremonijās, biznesa izstādēs un produktu reklāmās.