Dissertação

{en_GB=Dynamic and Thermal Models for ECOSat-III} {} EVALUATED

{pt=Lançar satélites para órbita é uma tarefa exigente do ponto de vista da integridade estrutural da carga transportada e financeiro. Quando é decidido lançar um satélite para órbita, o seu comportamento dinâmico e perfil térmico durante a órbita têm de ser mantidos dentro de um limite específico para garantir que não há falhas causadas por um projecto estrutural e térmico inadequados. Modelos de elementos finitos são usados para prever o comportamento da estrutura. Contudo, esses modelos devem ser validados por testes experimentais. Modelos validados podem ser usados com confiança para conduzir mais simulações que permitam avaliar o comportamento do satélite e corrigi-lo se necessário. Esta tarefa é mais difícil quando se lida com pequenos satélites como o caso do ECOSat-III, um CubeSat de unidade tripla. Este trabalho descreve o processo de avaliação do comportamento do satélite e de actualização do seu modelo de elementos finitos utilizando dados experimentais, sempre que possível. Os requisitos a ser satisfeitos e discutidos neste trabalho estão relacionados com a frequência fundamental do satélite e a sua distribuição de temperaturas. O objectivo desta tese é aumentar a frequência fundamental do nanosatélite e permitir que os seus componentes operem dentro da sua margem de temperaturas de segurança através do desenvolvimento de um sistema de controlo térmico. A avaliação das consequências de cada mudança de projecto foi feita e mostra que com as soluções propostas, o ECOSat-III está pronto para ser lançado e sobreviver às condições de ambiente espacial em segurança, do ponto de vista estrutural e térmico., en=Launching a satellite into orbit is a demanding task from the point of view of maintaining the launcher's payload structural integrity and from the financial point of view. When it is decided to launch a satellite into orbit, its dynamic behaviour and its thermal profile during its orbit have to be maintained within specified levels to guarantee that no failure is caused by an inadequate structural and thermal design. Finite element models are used to predict the structure's behaviour. However, these models need to be validated by experimental tests. Validated models can be used with reliability to perform further simulations that allow to properly evaluate the satellite's behaviour and to correct it if needed. This task is harder when dealing with small satellites, the case of the ECOSat-III, a triple-unit CubeSat. This work describes the process of evaluating the behaviour of the satellite and performing its finite element model update using experimental data, whenever possible. The requirements to be satisfied and discussed in this work are related to the fundamental frequency of the satellite and its temperature distribution. The objective of this thesis is to increase the fundamental frequency of the nanosatellite and to make all its components operate in their safe temperature range by developing a thermal control system. The evaluation of the consequences of each design change has been performed and shows that with the proposed solutions, the ECOSat-III is ready to be launched and survive space environment conditions safely, from the structural and thermal point of views.}
{pt=Modelo de elementos finitos, Actualização do modelo, Frequência fundamental, Sistema de controlo térmico, CubeSat, en=Finite element model, Finite element model update, Fundamental frequency, Thermal control system, CubeSat}

Novembro 23, 2016, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

Afzal Suleman

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado