Finite Element Method Design og Performance Analyse av en ny storvinkel fleksibel Hinge_hinge Know

Sammendrag: Utviklingen av fleksible hengsler med stor deformasjon, lite stress og liten senterdriv har alltid vært et utfordrende problem innen fleksibel hengselforskning. Denne artikkelen presenterer en ny design av et fleksibelt hengsel med en V-formet struktur, superposisjonsteori og symmetrisk layoutmetode, inspirert av et visst utenlandsk fleksibelt hengsel. En konseptuell studie ble utført for å designe dette fleksible hengslet, etablere en matematisk modell og analysere ytelsen. Endelig elementmetodeanalyse demonstrerte at designmetoden økte fleksibiliteten i hengslet ved å forlenge seksjonen, reduserte midtre drift og maksimal belastning, noe som resulterte i en maksimal rotasjonsvinkel på omtrent 16 °, en maksimal senterdrift på 3,557 μm, og en maksimal belastning på 499,8 MPa, oppfyller de første designkravene. Disse resultatene bekrefter den praktiske verdien av hengslet.

Foreløpig tar romoptiske fjernsensorer hovedsakelig TDICCD -forskjøvet spleisemetode for å oppnå lange linjerars. Imidlertid mangler denne metoden bildebevegelseskompensasjon, noe som fører til en betydelig reduksjon i bildeoppløsningen. Derfor er bildebevegelseskompensasjon nødvendig. Mekanisk bildebevegelseskompensasjon og elektronisk kompensasjon er de to vanlige metodene. Denne artikkelen fokuserer på sanntidskontroll av TDICCD-enhetens rotasjon for å oppnå kompensasjon av bildebevegelse. Vanlige roterende mekanismer er ikke i stand til å oppfylle presisjonskravene i rommet, noe som nødvendiggjør utvikling av fleksible hengsler uten gap, ingen friksjon, ingen smøring og høy oppløsning. Hengselet som er utviklet i denne artikkelen er basert på en spesifikk kameradesign, som krever en rotasjonsvinkel på 6-8 °, midtdrift som ikke overstiger 10 μm, og dimensjoner innen 40 mm × 60mm.

Fleksibelt hengsledesign:

Flere typiske fleksible hengsledesign blir introdusert, inkludert det forskjøvne fleksible hengslet, fleksibelt hengsel med splittrør og fritt fleksende fleksibelt hengsel. Mens disse hengslene viser god fleksibilitet og et stort spekter av rotasjonsvinkler, lider de av betydelig sentrumsdrift når de utsettes for ytre krefter. Det vanlige kjennetegnet ved disse hengslene er bruk av flere AD -er for deformasjon, og oppnår konsentrert deformasjon gjennom distribuert fleksibilitet. Imidlertid er den strukturelle stabiliteten til konfigurasjoner med flere reed vanskelig å sikre i rommiljøet. Derfor vektlegges behovet for videre forskning for å anvende disse komponentene på verdensrommet. For å løse disse problemene foreslås en ny sommerfugl fleksibel hengselutforming, som inkluderer en V-formet design og symmetrisk struktur, inspirert av hjuletypen fleksibelt hengsel.

Analyse av sommerfugl fleksibelt hengsel:

Den geometriske modellen av sommerfuglens fleksible hengsel blir analysert ved bruk av den endelige elementmetoden. Hengselet er sammensatt av sammenkoblede hengsler med en V-formet design, noe som muliggjør økt lengde på den fleksible enheten uten at det går ut over tykkelsen. Analysen demonstrerer at designen effektivt reduserer stress ved å distribuere kraften over fire deler og implementere vektorforskyvning for å minimere senterdrift. Maksimal belastning er omtrent 499,8 MPa, innenfor det tillatte stressområdet til det valgte materialet. Hengselet oppnår en rotasjonsvinkel på 8 ° og en senterdrift på 3,557 μm, og oppfyller designkravene. Forholdet mellom radius og senterdrift blir også undersøkt, med en 17 mm radius som anses som optimalt for hengselutformingen. I tillegg avslører analysen et lineært forhold mellom kraft og forskyvning, noe som muliggjør presis kontroll av rotasjonsvinkelen.

Avslutningsvis er en ny type fleksibelt hengsel med stor vinkel designet ved hjelp av den endelige elementmetoden, og ytelsen blir analysert. Den foreslåtte V-formede design, superposisjonsteori og symmetrisk layout resulterer i økt fleksibilitet, redusert senterdrift og stress. Hengselet oppnår en maksimal rotasjonsvinkel på 16 °, en maksimal senterdrift på 3,557 μm, og en maksimal belastning på 499,8 MPa, og oppfyller designkravene. Analysen av forholdet mellom kraftforskyvning bekrefter ytterligere hengslens utmerkede lineære elastisitet. Totalt sett viser det utviklede hengslet praktisk verdi og kan brukes i forskjellige scenarier, for eksempel åpningsseremonier, forretningsutstillinger og produktkampanjer.