Otázka:
Rover Wheels: konvexní nebo plochá?
William R. Ebenezer
2020-06-02 12:43:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Porovnával jsem kola vozítka Curiosity a vozítka Perseverance a všiml jsem si, že ten druhý má ve srovnání s předchozím velmi plochý válcový design.

Curiosity vs Perseverance wheels

To mě přimělo přemýšlet o tom, který profil kol byl pevnější. To mě přimělo přemýšlet o různých věcech, které se mohou lišit. Intuitivně jsem cítil, že konvexní kolo by bylo na tom lépe, protože by bylo schopné přenášet část aplikované síly na normální součásti, což by udržovalo nižší smykové napětí (hliník 6061 má ve srovnání s mez kluzu v tahu 276 MPa).

Takže jsem se rozhodl to otestovat na Ansys:

Eq. Stresses Normal stresses Shear stresses

Z nich viditelně vidím, že oblasti maximálního napětí jsou v konvexním kole nižší. Ale začínám pochybovat, jestli něco špatně čtu. Mohl by někdo znalý pomoci?

TL; DR

Který z těch konvexních a plochých profilů je pevnější? (Pokud máte pocit, že slovo robustní je nejednoznačné, interpretujte ho prosím jako „menší únavu kovu“.)

To je zajímavá otázka! Ptáte se jen na to, co je „pevnější“ („menší únava kovu“), nebo byste se chtěli zeptat, proč se tvar změnil? Například rozložení zatížení se může mezi těmito dvěma lišit a v některých písčitých půdách by to mohlo mít vliv.
@uhoh Ano, to, co zmiňujete, je také jednou z mých obav. Bylo by to možné považovat za druhou otázku? Pokud ne, neváhejte upravit otázku! :)
Pokud se ptáte *** proč *** se tvar změnil, vypadá to jako naprosto platná druhá otázka, ale pravděpodobně byste se měli zeptat na [Space.SE]. Pravděpodobně vás budou moci nasměrovat na konkrétní referát nebo zprávu, kde bylo rozhodnuto, spolu s dvaceti dodatky, které za nimi stojí. Pokud si myslíte, že poskytne kontext, můžete se k této otázce vrátit.
Jeden odpovědět:
ericnutsch
2020-07-03 14:39:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nalezl jsem na něm článek JPL, ale nenašel jsem soubor CAD (dejte nám vědět, pokud ho najdete). Z článku to zní, že obě kola jsou si docela blízká, přičemž hlavní změnou je dezén. Myslím, že obrázek je pravděpodobně photoshopován, aby byl spíše vedle sebe, než aby byl vykreslen vedle sebe; takže změna tvaru je pravděpodobně méně drastická, než vypadá na fotografii.

Zde jsou znázorněna hliníková kola roverů Curiosity (vlevo) a Perseverance NASA. Mírně větší průměr a užší, 52,7 cm (20,7 palce) proti 50,8 cm (20 palců), kola Perseverance mají dvakrát tolik dezénů a jsou jemně zakřivené místo chevronového vzoru. Uznání: NASA / JPL-Caltech

Vaše ANSYS FEA má smysl. Zakřivený nebo klenutý povrch je silnější než rovný povrch stejné tloušťky. Když je něco zaoblené nebo zaoblené, má to ve srovnání s plochou verzí větší moment setrvačnosti. Ale pokud jde o reprezentaci kol roveru, budete určitě muset modelovat paprsky, abyste získali celý obrázek. A bez modelu CAD byste to jistě nevěděli.

Zde je několik mých myšlenek na změnu designu kol roveru:

  1. Pokud jsou kola ve skutečnosti méně sférické, designéři možná zjistili, že kola roveru nepotřebují tolik změn úhlu povrchu, než se dříve myslelo. Hlavním důvodem, proč je kolo zaoblené, je to, že dokáže udržet běhoun v kontaktu s povrchem v různých úhlech, na rozdíl od dokonale svislé síly. Proto jsou pneumatiky pro motocykly kulaté a pneumatiky pro automobily jsou plochější.
  2. Pokud jsou kola ve skutečnosti méně kulová, návrháři možná zjistili, že neomezují točivý moment řízení. Zaoblené pneumatiky potřebují k otáčení menší točivý moment, protože mezi středem otáčení a nejvzdálenějším dezénem dotýkajícím se povrchu je menší vzdálenost.
  3. Změna běhounu z krokví na přímé kolmé běhouny je pravděpodobná, protože zjistili, že během provozu kola nikdy nebyla vystavena žádnému zatížení kolmo ke směru otáčení. To by byl katastrofický design pro auto na Zemi, protože auto je často vystaveno bočním větrům nebo bočním gravitačním zatížením při kolmém přejezdu po rampě (boční hilling) (myslím, že jedete po trati NASCAR rychlostí 5 km / h). Drahý rover na Marsu, který má 6 kol a každý pohyb naplánovaný týmem, však nemusí zkoušet manévr s bočním úhlem. Proto by měly být všechny nášlapy orientovány pro maximální trakci ve směru otáčení. Tento tvar běhounu také zvyšuje pevnost kola zvětšením momentu setrvačnosti v axiálním směru (jako spousta železných výztuh s malým úhlem).


ⓘ
Tyto otázky a odpovědi byly automaticky přeloženy z anglického jazyka.Původní obsah je k dispozici na webu stackexchange, za který děkujeme za licenci cc by-sa 4.0, pod kterou je distribuován.
Loading...