Finite Element Analysis and Design Verification Test of Circular Plate Spring in Thruster Valve of Satellite Propulsion System

위성 추진시스템 추력기 밸브 내 원형 판스프링 유한요소해석 및 설계 검증시험

The thruster valve, which is one of the key components applied to the mono-propellant system for the satellite, has a circular plate spring structure. It can be designed as a structure that does not have positional deformation and particles by friction and repetitive motion. In this study, finite element analysis and verification were performed by setting the width of the circular plate spring as a design parameter with the material, thickness and radius of the circular plate spring as fixed variables. The linearity of the spring constant is shown by the graph that is spring force with displacement. It is confirmed that the optimization design of the circular plate spring is possible by the spring force tendency according to the total area of circular plate spring.

위성용 단일추진제 시스템에 적용되는 핵심부품 중 하나인 추력기 밸브는 솔레노이드 방식을 이용하여 추진제를 공급/차단한다. 밸브에 장착되는 원형 판스프링은 마찰과 반복운동에 의한 위치변형 및 파티클이 없다. 본 연구에서는 원형 판스프링 소재, 두께, 반경을 고정변수로 원형 판스프링 내부 패턴의 너비를 설계변수로 설정하여 유한요소해석 및 검증시험을 하였다. 시험결과 변위에 따른 스프링 상수 k가 선형적인 특성이 나타났다. 원형 판스프링 총면적에 따른 스프링력의 경향성을 통해 원형 판스프링의 설계가 가능함을 확인하였다.