Análise numérica da estrutura de um cubesat

Abstract

Resumo: Cubesats são satélites miniaturizados que se tornaram muito populares nas últimas décadas, tanto em aplicações comerciais quanto acadêmicas. Na etapa de desenvolvimento desses satélites existe a necessidade da realização de simulações computacionais para avaliar a resposta da estrutura dos mesmos a diversas condições de carregamento, tais como as solicitações estáticas e aquelas devidas à ciclagem térmica. Em geral, tais análises são realizadas utilizando–se ferramentas comerciais que podem encarecer bastante o projeto, dessa forma, o objetivo deste estudo foi comparar os resultados de análises modal e estática provenientes de um software comercial amplamente consolidado, Ansys, e uma ferramenta multipropósito que é capaz de realizar simulações, Autodesk Inventor. Além disso, foi realizada uma análise referente aos efeitos térmicos na estrutura de um cubesat. As principais implicações do trabalho indicam que os resultados da análise modal obtidos por meio dos softwares considerados são em geral compatíveis, o que caracteriza o Autodesk Inventor como uma ferramenta promissora para realizar tais simulações. Na análise termo estrutural os gradientes de temperatura determinados foram da ordem de 5 °C. Além disso, determinou-se que a estrutura avaliada é capaz de suportar os efeitos da fadiga térmica. Por fim foram apresentados os direcionamentos futuros e as oportunidades de melhoria do presente estudo._____Abstract: Cubesats are miniaturized satellites that have become very popular in recent decades, in both commercial and academic applications. In the development stage of these satellites, there is a need to carry out computer simulations to evaluate the response of their structure to different loading conditions, such as static requests and those due to thermal cycling. In general, such analyzes are carried out using commercial tools that can make the project very expensive, thus, the aim of this study was to compare the results of modal and static from a well-established commercial software, Ansys, and a multipurpose tool that is capable of performing simulations, Autodesk Inventor. In addition Furthermore, an analysis was performed regarding the thermal effects on the structure of a cubesat. The main implications of the work indicate that the results of the modal analysis obtained through the considered software are generally compatible, which characterizes Autodesk Inventor as a promising tool to perform such simulations. In the thermostructural analysis, the determined temperature gradients were of the order of 5 °C. Furthermore, it was determined that the evaluated structure is capable of withstanding the effects of thermal fatigue. Finally, future directions and opportunities for improving the present study.