Analiza trybu wewnętrznego Menocism Enters_hinge_tallsen 1

Szybki rozwój przemysłu kosmicznego wymagał wykorzystania dużych mechanizmów wdrażania przestrzeni w celu spełnienia różnych wymagań dotyczących zastosowania. Jednak ze względu na ograniczenie pojemności pojazdu kosmicznego mechanizmy te należy złożyć i przechowywać podczas fazy uruchamiania. Po zakończeniu mechanizmy te mogą doświadczyć zmniejszonej sztywności, co powoduje niższe częstotliwości naturalne i niepożądane wibracje sprzęgające między korpusem statku kosmicznego a mechanizmem rozmieszczenia. Dlatego konieczne jest zrozumienie czynników wpływających na naturalną częstotliwość mechanizmu rozmieszczenia pręta zawiasowego kosmicznego w celu lepszego projektowania i kalibracji.

Abstrakcyjny:

Gdy w mechanizmie ekspansji pręta z zawiasów kosmicznych stosowane są różne materiały i metody wzmocnienia, ich naturalne częstotliwości różnią się znacznie. Analiza modalna przy użyciu oprogramowania do elementów skończonych ANSYS można przeprowadzić w celu ustalenia wpływu gęstości materiału i metody wzmocnienia na częstotliwość naturalną. Wyniki badań wskazują, że gęstość materiału ma znaczący wpływ na częstotliwość naturalną, przy czym większy wpływ zaobserwowano dla wyższych gęstości. Ponadto różne metody wzmocnienia prowadzą również do znacznych różnic częstotliwości naturalnych. Badanie to zapewnia cenne wskazówki dotyczące analizy dynamicznej i dalszej optymalizacji mechanizmów rozmieszczenia prętów zawiasów kosmicznych.

Model mechanizmu wdrażania prętów spacji:

Mechanizm rozmieszczenia pręta z zawiasem kosmicznym składa się z części ramy i części pręta, z podparciem nożycowym utworzonym przez środkowe dwa pręty ramy i pręty. Rama jest wyposażona w wały zawiasowe na obu końcach, co pozwala na zawiaski z górnymi i dolnymi ramkami. Wały zawiasowe prętów służą jako trzypunktowa fiksacja, zapewniając stabilność. Ponadto uwzględniono dwie konstrukcje wzmacniające: strukturę pręta łączącego i konstrukcję linową z drutu stalowego. Wzmocnienie pręta łączącego wykorzystuje pręty w kształcie litery U połączone w tym samym kierunku, podczas gdy wzmocnienie liny z drutu stalowego polega na uzwojeniu stalowej liny wokół wałka w celu dodatkowej sztywności.

Model elementu skończonego:

Części ramy i rozpórki są modelowane przy użyciu solidnego trójwymiarowego modelowania z jednostką Solid45. Ta jednostka dokładnie odzwierciedla faktyczną sytuację i zapewnia dokładne wyniki. Z drugiej strony część zbrojenia jest modelowana bezpośrednio za pomocą jednostki Beam188, oferując potężne funkcje analizy liniowej i lepsze funkcje definicji danych sekcji. Element wiązki generuje jednowymiarowy model matematyczny struktury trójwymiarowej, umożliwiając wydajną i skuteczną analizę.

Analiza modalna mechanizmu rozmieszczenia zawiasu kosmicznego:

Analiza modalna pomaga w określaniu charakterystyk wibracji struktury, w tym jej naturalnej częstotliwości i kształtu trybu. Parametry te mają kluczowe znaczenie w noszeniu obciążeń dynamicznych i służą jako podstawa innych problemów z analizą dynamiczną. Ponieważ mechanizm rozszerzenia przestrzeni wymaga lekkiej konstrukcji, przeprowadza się analiza modalna materiałów aluminiowych i włókien węglowych z wzmocnieniem pręta łączącego lub stalowego. Uzyskane podstawowe częstotliwości przedstawiono w tabeli 1.

Badanie ujawnia, że ​​naturalne częstotliwości mechanizmów rozmieszczenia prętów zawiasów kosmicznych różnią się w zależności od zastosowanych materiałów i metod wzmacniających. Gęstość materiału ma znaczący wpływ na częstotliwość naturalną, przy czym wyższe gęstości prowadzą do niższych częstotliwości podstawowych. Ponadto różne metody wzmocnienia powodują znaczne różnice w częstotliwości naturalnej. Ogólnie rzecz biorąc, zrozumienie tych czynników umożliwia wybór odpowiednich metod wzmocnienia i materiałów w celu lepszej wydajności mechanizmów rozmieszczenia zawiasów kosmicznych.

Podsumowując, wyniki badań podkreślają znaczenie rozważenia gęstości materiału i metody wzmocnienia w projektowaniu i kalibracji mechanizmów rozmieszczenia naprężania zawiasów kosmicznych. Informacje podane w tym badaniu pomogą w dokładnym wyborze materiałów i metod wzmocnienia, optymując w ten sposób dynamiczną wydajność i stabilność mechanizmów wdrażania przestrzeni.