Sonlu Eleman Yöntemi Tasarımı ve Performans Analizi Yeni bir büyük açılı esnek menteşe_hinge Bilin

Özet: Büyük deformasyon, küçük stres ve küçük merkez sürüklenmesi ile esnek menteşelerin geliştirilmesi, esnek menteşe araştırması alanında her zaman zorlu bir sorun olmuştur. Bu makale, belirli bir yabancı esnek menteşeden esinlenen V şeklinde bir yapı, süperpozisyon teorisi ve simetrik düzen yöntemine sahip esnek bir menteşenin yeni bir tasarımını sunmaktadır. Bu esnek menteşeyi tasarlamak, matematiksel bir model oluşturmak ve performansını analiz etmek için kavramsal bir çalışma yapılmıştır. Sonlu eleman yöntemi analizi, tasarım yönteminin, bölümü uzatarak menteşenin esnekliğini arttırdığını, merkez sürüklenmesini ve maksimum stresini azalttığını, bu da yaklaşık 16 ° 'lik maksimum dönme açısına, maksimum 3.557 μm merkez sürüklenmesine ve ilk tasarım gereksinimlerini karşılayan maksimum 499.8 MPa ile sonuçlandığını gösterdi. Bu sonuçlar menteşenin pratik değerini doğrular.

Şu anda, uzay optik uzaktan sensörler esas olarak uzun çizgi dizileri elde etmek için TDICCD sendeleyen ekleme yöntemini benimsemektedir. Bununla birlikte, bu yöntem görüntü hareket telafisinden yoksundur, bu da görüntü çözünürlüğünde önemli bir azalmaya yol açar. Bu nedenle, görüntü hareketi telafisi gereklidir. Mekanik görüntü hareket telafisi ve elektronik telafi iki yaygın yöntemdir. Bu makale, görüntü hareket telafisi elde etmek için TDICCD cihazının dönüşünün gerçek zamanlı kontrolüne odaklanmaktadır. Sıradan dönen mekanizmalar, boşluk, sürtünme, yağlama ve yüksek çözünürlük olmadan esnek menteşelerin gelişimini gerektiren uzaydaki hassas gereksinimleri karşılayamaz. Bu makalede geliştirilen menteşe, 6-8 ° 'lik bir dönüş açısı, orta sürüklenme 10 μm'yi aşmayan ve 40mm × 60mm içindeki boyutlar gerektiren belirli bir kamera tasarımına dayanmaktadır.

Esnek menteşe tasarımı:

Kademeli esnek menteşe, bölünmüş tüp esnek menteşe ve serbest flexing esnek menteşe dahil olmak üzere birkaç tipik esnek menteşe tasarımı tanıtılır. Bu menteşeler iyi esneklik ve çok çeşitli dönme açıları sergilerken, dış kuvvetlere maruz kaldıklarında önemli merkez sürüklenmesinden muzdariptir. Bu menteşelerin ortak özelliği, deformasyon için çoklu sazların kullanılmasıdır ve dağıtılmış esneklik yoluyla konsantre deformasyon elde etmektir. Bununla birlikte, alan ortamında çok çınlayan konfigürasyonların yapısal stabilitesinin sağlamak zordur. Bu nedenle, bu bileşenleri uzaya uygulamak için daha fazla araştırma ihtiyacı vurgulanmaktadır. Bu sorunları ele almak için, tekerlek tipi esnek menteşeden esinlenerek V şeklinde bir tasarım ve simetrik yapı içeren yeni bir kelebek esnek menteşe tasarımı önerilmektedir.

Kelebek esnek menteşenin analizi:

Kelebek esnek menteşenin geometrik modeli, sonlu eleman yöntemi kullanılarak analiz edilir. Menteşe, V şeklinde bir tasarıma sahip birbirine bağlı menteşelerden oluşur ve esnek birimin kalınlığını ödemeden daha fazla uzunluğunu sağlar. Analiz, tasarımın, kuvveti dört bölümden dağıtarak ve merkez kaymasını en aza indirmek için vektör ofsetini uygulayarak stresi etkili bir şekilde azalttığını göstermektedir. Maksimum stres, seçilen malzemenin izin verilen stres aralığı içinde yaklaşık 499.8 MPa'dır. Menteşe, tasarım gereksinimlerini karşılayarak 8 ° 'lik bir dönme açısı ve 3.557 μm merkez sürüklenmesi elde eder. Yarıçap ve merkez sürüklenmesi arasındaki ilişki de incelenir, 17 mm'lik bir yarıçap menteşe tasarımı için optimal kabul edilir. Ek olarak, analiz, kuvvet ve yer değiştirme arasında doğrusal bir ilişki ortaya çıkarır ve dönme açısının kesin kontrolünü sağlar.

Sonuç olarak, sonlu eleman yöntemi kullanılarak yeni bir tür büyük açılı esnek menteşe tasarlanmıştır ve performansı analiz edilir. Önerilen V şeklindeki tasarım, süperpozisyon teorisi ve simetrik düzen, esneklik, azalmış merkez sürüklenmesi ve stresle sonuçlanır. Menteşe, tasarım gereksinimlerini karşılayan maksimum 16 ° dönme açısı, maksimum 3.557 μm merkez sürüklenmesi ve maksimum 499.8 MPa stresi elde eder. Kuvvet-yer değiştirme ilişkisinin analizi, menteşenin mükemmel doğrusal esnekliğini de doğrular. Genel olarak, geliştirilen menteşe pratik değer sergiler ve açılış törenleri, iş sergileri ve ürün promosyonları gibi çeşitli senaryolarda uygulanabilir.