طراحی بهینه سازه یک میکروماهواره با قیود ارتعاشی

یکی از بحرانی ترین نکات طراحی در ماهواره ها، رسیدن به حداقل جرم (یا وزن) با تامین تمامی الزامات و قیود (قیود استحکام، جانمایی و ارتعاشات اشاره) حاکم می باشد. در این میان سازه می تواند نقش بسیار مهمی ایفا نماید زیرا طراح سازه در مقایسه با سایر زیرسیستم ها آزادی عمل بیشتری در تعیین طرح سازه داراست. در مطالعه حاضر روند طراحی سازه یک ماهواره کوچک، با هدف دستیابی به کمترین وزن ممکن و حفظ ملزومات حاکم (قید ارتعاشی)، مورد بررسی قرار گرفته است. فرآیند طی شده برای رسیدن به هدف فوق تغییر در ابعاد هندسی سازه می باشد. مراحل مدلسازی ماهواره با تمامی زیرسیستم ها در نرم افزار solidwork انجام شده و در نرم افزار ANSYS تحلیل های مودال، استحکام و ارتعاشات اتفاقی صورت گرفته است. همچنین با استفاده از قابلیت بهینه سازی الگوریتم ژنتیک در این نرم افزار پارامترهای هندسی سازه نظیر ضخامت تقویت کننده ها به گونه ای به دست آمده اند که سازه به کمترین وزن ممکن و با ارضا شرایط حاکم برای قیود ارتعاش، استحکام و ارتعاشات اتفاقی رسیده است. نتایج نشان می دهد که با انتخاب درستی از ضخامت تقویت کننده ها می توان وزن و فرکانس مود اول ماهواره را به میزان قابل توجهی کاهش داده و در عین حال سازه نهایی بهینه، نیز تمام قیود اعمالی از پرتابگر را ارضا نموده و از استحکام و سفتی کافی برخوردار است.