소형 복합재위성의 스팩트럼 및 과도진동해석

Abstract

본 논문은 국내 최초의 소형 복합재 위성인 과학기술위성3호의 proto 모델에 대하여 랜덤, 정현파, 충격 진동응답에 대한 연구이다. 과학기술위성3호의 구조체는 여러 장의 패널을 서로 연결하여 만든 박스형의 구조이며 패널은 탄소섬유강화 복합재를 적층한 스킨에 알루미늄 허니컴 구조를 접착한 하이브리드샌드위치구조로 되어있다. 상용 FEA 코드인 MSC/NASTRAN을 사용하여 주파수 및 시간영역에서 위성의 설계요구조건으로 주어진 진동시험수준에 대한 모드, 응력, 변위, 가속도의 응답을 계산하였다. 이러한 해석결과를 바탕으로 발사 시 야기되는 진동으로 인한 파괴, 안전율 및 설계 타당성을 검토하였다. 이 연구결과들은 실제 위성구조설계 신뢰성 실험에 있어서 검증 및 비교의 자료로 사용될 수 있고, 위성개발의 중요한 자료로 활용된다. This paper is the study on random, sinusoidal and shock vibration responses for the STSAT-3(science and technology satellite-3) proto-model which is the first small size all-composite satellite in Korea. The structure system of the STSAT-3 forms box type structure by joining several hybrid sandwich panels comprised of honeycomb core and carbon fiber reinforced laminated composite skins on both side. Mode shape, stress, displacement and acceleration responses are obtained on both the frequency domain and time domain by means of a commercial FEA software MSC/NASTRAN. From these analysis results, failure, safety factor and design validity are assessed. These results can be successfully applicable as reference data when a new satellite is developed as well as giving out an excellent criteria in satellite vibration treatment design.