Kosmosa eņģu stieņa izvietošanas mehānisma_hinge zināšanu_tallsena iekšējā režīma analīze

Kopsavilkums: Kosmosa eņģu stieņu izplešanās mehānisma dabiskās frekvences ietekmē izmantotās materiāli un pastiprināšanas metodes. Šajā pētījumā tika veikta modālā analīze, izmantojot galīgo elementu programmatūru ANSYS, lai izpētītu materiāla blīvuma un pastiprināšanas metodes ietekmi uz dabisko frekvenci. Rezultāti parādīja, ka izmantotā materiāla blīvums būtiski ietekmē dabisko frekvenci, ar lielāku ietekmi uz lielāku blīvumu. Turklāt dažādas pastiprināšanas metodes arī izraisīja būtiskas atšķirības dabiskajā frekvencē. Šī pētījuma rezultāti sniedz norādījumus kosmosa eņģu stieni izvietošanas mehānisma dinamiskai analīzei un optimizēšanai.

1.

Straujā kosmosa rūpniecības attīstība ir palielinājusi pieprasījumu pēc liela mēroga kosmosa izvietošanas mehānismiem. Šie mehānismi tiek izmantoti dažādiem pielietojumiem, piemēram, elastīgiem saules bateriju blokiem, antenām un atbalsta struktūrām attālās izpētes un dziļas kosmosa zondes. Izvietošanas mehānismi ir jāsalaiž un jāuzglabā palaišanas posmā un pēc tam jāpaplašina, izmantojot strāvas avotu vienreiz kosmosā. Tomēr, palielinoties atbalsta struktūras lielumam un samazinās masa, struktūras stingrība samazinās, izraisot zemākas dabiskās frekvences. Tas var izraisīt vibrācijas savienošanu starp kosmosa kuģa korpusu un izvietošanas mehānismu, samazinot mehānisma stabilitāti. Tāpēc ir svarīgi izpētīt materiāla blīvuma un pastiprināšanas metodes ietekmi uz kosmosa eņģu stieni izvietošanas mehānisma dabisko frekvenci.

2. Kosmosa eņģu stieņu izvietošanas mehānisma modelis

Kosmosa eņģu stieņu izvietošanas mehānisms sastāv no rāmja daļas un stieņa daļas. Rāmis un stieņi ir savienoti, izmantojot eņģu vārpstas, veidojot šķēres atbalsta struktūru. Šajā pētījumā apskatītās pastiprināšanas metodes ir savienojošās stieņu pastiprināšana un tērauda stiepļu virves pastiprināšana. Savienojošā stieņa pastiprināšana ir saistīta ar divu U formas stieņu savienošanu vienā un tajā pašā virzienā, savukārt tērauda stiepļu virves armatūra ietver tērauda stiepļu virves tinumu ap veltni. Mehānisma galīgo elementu modelis tika izveidots, izmantojot rāmja un stieņa detaļu Solid45 vienības un stieples daļas BEAM188 vienības.

3. Modālā analīze

Tika veikta modālā analīze, lai noteiktu struktūras vibrācijas raksturlielumus un fundamentālās frekvences. Tika ņemti vērā divi materiāli, alumīnija un oglekļa šķiedra, un tika salīdzinātas stieņu un tērauda stiepļu virves armatūras metodes. Rezultāti parādīja, ka mehānismam, kas izgatavots no oglekļa šķiedras ar savienojošā stieņa pastiprinājumu, bija visaugstākā fundamentālā frekvence, savukārt mehānismam, kas izgatavots no alumīnija ar tērauda stiepļu virvju pastiprināšanu, bija zemākā fundamentālā frekvence. Mehānisms, kas izgatavots no oglekļa šķiedras ar savienojošā stieņa pastiprināšanu, bija fundamentāla frekvence par 71,7% lielāka nekā tērauda stiepļu virvju pastiprināšanai. Līdzīgi mehānismam, kas izgatavots no alumīnija ar savienojošā stieņa pastiprināšanu, bija fundamentāla frekvence par 58% lielāka nekā tērauda stiepļu virvju pastiprināšanai. Materiāla blīvuma izteiksmē oglekļa šķiedrai bija augstāka fundamentālā frekvence nekā alumīnijam, ar starpību 48,5% stieņa stiprināšanas savienošanai un 23,5% tērauda stiepļu virves pastiprināšanai.

4.

Kosmosa eņģu stieņu izvietošanas mehānisma dabiskās frekvences ietekmē izmantotās materiāli un pastiprināšanas metodes. Materiāla blīvumam ir būtiska ietekme uz dabisko frekvenci, un lielāks blīvums rada zemākas dabiskās frekvences. Arī dažādas pastiprināšanas metodes rada būtiskas atšķirības dabiskajā frekvencē. Izvēloties pastiprināšanas metodes un materiālus kosmosa eņģu stieņu izvietošanas mehānismam, ir svarīgi apsvērt faktorus, kas ietekmē dabisko frekvenci. Šie atklājumi sniedz norādījumus mehānisma projektēšanai, analīzei un optimizēšanai.

Noslēgumā jāsaka, ka materiāla blīvuma un pastiprināšanas metodes ietekmes izpēte uz kosmosa eņģu stieņu izvietošanas mehānisma dabisko biežumu ir būtiska, lai nodrošinātu mehānisma stabilitāti un veiktspēju. Ar tehnoloģiju sasniegumiem var veikt turpmākus uzlabojumus un optimizāciju, lai uzlabotu kosmosa eņģu stieņu izvietošanas mehānismu dinamiku un vispārējo efektivitāti.