طراحی بهینه ی سازه ی داخلی پیکو ماهواره با استفاده از مفهوم آنالیز مودال به روش المان محدود

آنالیز مودال سازه یکی از آنالیزهای بسیار مهم در مبحث پایداری است. در مقاله ی حاضر هدف اصلی بدست آوردن فرکانس های طبیعی یک ماهواره دانشجویی و یافتن بهینه ترین روش تغییر در سازه برای قرارگیری فرکانس ها در محدوده ی دیکته شده توسط پرتابگر می باشد. با توجه به اینکه نتایج تحلیلی برای سازه ی اصلی به خاطر پیچیدگی بیش از حد آن وجود ندارد لذا در ابتدا سازه به اجزاء ساده تر شکسته شده و آنالیز بر روی هر قسمت جداگانه انجام می شود. این گونه محدوده جواب برای حالت های پیچیده تر بدست می آید. با حصول اطمینان از درستی مدل، بارگذاری و شبکه بندی، مدل نهایی که شامل صفحات میانی و زیر سیستم هاست ساخته شده و اثر پارامترهایی مانند ضخامت صفحات بیرونی و میانی، فاصله صفحات میانی از کف ماهواره، محل نصب زیر سیستم ها و جرم آ نها روی فرکانس پایه مورد بررسی قرار می گیرد. افزایش ضخامت صفحات تنها تا یک مقدار خاص باعث افزایش فرکانس پایه شده و بعد از آن مقدار فرکانس تقریباً ثابت خواهد ماند. نزدیک شدن صفحات میانی به کف و سقف سازه ماهواره، افزایش جرم زیرسیستم و دور شدن محل نصب زیرسیستم از صفحات بیرونی باعث کاهش فرکانس پایه می شود. بعلاوه این پارامترها همزمان جرم کل، ممان اینرسی کل و محل مرکز جرم سازه ماهواره را تغییر خواهند داد که محدود هی آن باید در بازه ای باشد که توسط پرتابگر معلوم می شود. کاهش وزن سازه نیز همواره مورد توجه است چون بدین طریق بارمفید حمل شده توسط سازه افزایش یافته و یا هزینه ی پرتاب که کاملاً به جرم وابسته است کاهش خواهد یافت. با شناخت اثرات پارامترهایی که در بالا ذکر شد راه برای طراحی بهینه ی سازه ی ماهواره با توجه به قیود اعمالی کاملاً هموار خواهد بود.