FenixEdu™

Dissertação

Modelling and Validation of Finite Elements Structural Analysis of ISTSat-1 EVALUATED

Detalhes: É apresentado neste trabalho um CubeSat desenvolvido e construído por estudantes da Universidade de Lisboa, com o objetivo de demonstrar um recetor e antena de sinal ADS-B (Automatic Dependent Surveillance - Broadcast). É apresentado um modelo de Elementos Finitos do CubeSat, incluindo todas as decisões, premissas e simplificações feitas e os elementos e condições fronteira usados. Uma análise estática é realizada, demonstrando que o CubeSat suporta as cargas dinâmicas (convertidas em estaticamente equivalentes) durante o lançamento. São realizadas análises modais, providenciando os modos do CubeSat, tanto para correlação como para demonstrar que a frequência fundamental se encontra acima do nível de frequência exigido pela autoridade responsável pelo lançamento. Os procedimentos e configurações de uma campanha de testes modais com martelo de impacto são explicados e os dados experimentais obtidos são apresentados, mostrando-se a boa qualidade dos mesmos. As frequências naturais, modos de vibração e os coeficientes de amortecimentos são extraídos com recurso a um algoritmo de extração modal. Por último, os modos experimentais são comparados com os modos computacionais com recurso ao MAC (Modal Assurance Criterion) no intervalo [0,1400] Hz. Conclui-se que o Modelo de Elementos Finitos apresenta boa correlação até aos 1000 Hz, apesar de algumas discrepâncias, aumentando a confiança no modelo de Elementos Finitos. Também é demonstrado que é viável o uso de martelos de impacto para testar CubeSats e validar modelos de Elementos Finitos, reduzindo a necessidade de testes de verificação demasiado agressivos, que acarretam o risco de danificar o CubeSat antes do lançamento.
Keywords: CubeSat, Análise Estrutural, Método dos Elementos Finitos, Teste Modal, Validação

Discussão: dezembro 6, 2021, 15:0