Oblikovanje metode končnih elementov in analiza uspešnosti novega velikega kota fleksibilnega tečaja_hinge vedo

Izvleček: Razvoj prilagodljivih tečajev z veliko deformacijo, majhnim stresom in majhnim sredinskim premikom je bil vedno izziv na področju prilagodljivih raziskav tečajev. Ta članek predstavlja novo zasnovo prožnega tečaja s strukturo v obliki črke V, teorijo superpozicije in metodo simetrične postavitve, ki jo je navdihnil določen tuji prilagodljivi tečaj. Izvedena je bila konceptualna študija za oblikovanje tega prilagodljivega tečaja, vzpostavila matematični model in analizirala njegovo delovanje. Analiza metode končnih elementov je pokazala, da je metoda načrtovanja povečala prožnost tečaja s podaljšanjem odseka, zmanjšala svoj sredinski premik in največji napetost, kar je povzročilo največji koti za vrtenje približno 16 °, največji sredinski premik 3,557 μm in največji stres 499,8 MPa, ki ustreza začetnim oblikovalskim zahtevam. Ti rezultati potrjujejo praktično vrednost tečaja.

Trenutno vesoljski optični daljinski senzorji v glavnem sprejemajo metodo spajanja TDICCD za doseganje nizov dolgih linij. Vendar v tej metodi nima kompenzacije gibanja slike, kar vodi do znatnega zmanjšanja ločljivosti slike. Zato je potrebna kompenzacija gibanja slike. Mehanska kompenzacija gibanja in elektronska kompenzacija sta dve skupni metodi. Ta članek se osredotoča na nadzor rotacije naprave TDICCD v realnem času, da doseže kompenzacijo gibanja slike. Navadni vrtljivi mehanizmi ne morejo izpolniti natančnih zahtev v prostoru, kar zahteva razvoj fleksibilnih tečajev brez vrzeli, brez trenja, brez mazanja in visoke ločljivosti. Tečaj, razvit v tem prispevku, temelji na specifični zasnovi kamere, ki zahteva kota vrtenja 6-8 °, sredinski odmik, ki ne presega 10 μm, in dimenzije v 40 mm × 60 mm.

Prilagodljiva zasnova tečajev:

Uvedenih je več tipičnih prilagodljivih tečajev, vključno z zamaknjenim fleksibilnim tečajem, prožnim tečajem z deljeno cevjo in prostim fleksiranjem prožnega tečaja. Medtem ko imajo ti tečaji dobro prožnost in velik razpon kotov vrtenja, trpijo zaradi pomembnega sredinskega premika, če so podvrženi zunanjim silam. Skupna značilnost teh tečajev je uporaba več trst za deformacijo, ki doseže koncentrirano deformacijo s porazdeljeno prožnostjo. Vendar je strukturna stabilnost večkratnih konfiguracij težko zagotoviti v vesoljskem okolju. Zato je poudarjena potreba po nadaljnjih raziskavah za uporabo teh komponent v vesolju. Za reševanje teh vprašanj je predlagana nova prožna zasnova metulja, ki vključuje zasnovo v obliki črke V in simetrično strukturo, ki jo navdihuje prožen tečaj kolesa.

Analiza prožnega tečaja metulja:

Geometrijski model prožnega tečaja metulja se analizira po metodi končnih elementov. Tečaj je sestavljen iz medsebojno povezanih tečajev z zasnovo v obliki črke V, kar omogoča povečano dolžino fleksibilne enote, ne da bi pri tem ogrozili njegovo debelino. Analiza dokazuje, da zasnova učinkovito zmanjšuje stres z razporeditvijo sile na štiri dele in izvajanjem vektorskih odmikov, da se čim bolj zmanjša. Največji stres je približno 499,8 MPa, v dovoljenem območju stresa izbranega materiala. Tečaj doseže kotni vrtenje 8 ° in sredinski odmik 3,557 μm, ki izpolnjuje zahteve po oblikovanju. Raziskano je tudi razmerje med polmerom in sredinskim premikom, pri čemer se polmer 17 mm šteje za optimalno za zasnovo tečajev. Poleg tega analiza razkriva linearno razmerje med silo in premikom, kar omogoča natančen nadzor kota vrtenja.

Za zaključek je nova vrsta prilagodljivega tečaja z velikim kotom zasnovana z metodo končnih elementov, njegova zmogljivost pa je analizirana. Predlagana zasnova v obliki črke V, teorija superpozicije in simetrična postavitev povzročajo povečano prožnost, zmanjšano sredinsko nanašanje in stres. Tečaj doseže največji koti za vrtenje 16 °, največji sredinski premik 3,557 μm in največji stres 499,8 MPa, ki izpolnjuje zahteve po oblikovanju. Analiza razmerja med premikom sile še dodatno potrjuje odlično linearno elastičnost tečaja. Na splošno razvita tečaj kaže praktično vrednost in ga je mogoče uporabiti v različnih scenarijih, kot so otvoritvene slovesnosti, poslovne razstave in promocije izdelkov.