초록
본 연구에서는 탑재체 장착을 위한 인공위성의 탑재부에 대한 모듈 단위 구조 최적설계를 수행하였다. 구조 최적화에 있어, 고유진동수 및 응력과 같은 일반적인 제한조건이외에 우주 발사환경에서 특별히 고려하는 링클링, 딤플링, 크림핑 응력과 같은 하니컴 부재의 불안정성 조건 및 론저론의 크리플링 파단을 추가로 고려하였다. 이러한 다양한 제한 조건을 포함하기 위해, 본 연구에서는 최적화프로그램과 구조해석프로그램을 연결하여 해석을 수행하였다. 해석 결과 탑재모듈의 최적화에 큰 영향을 미친 제한 조건은 고유진동수, 크리플링 그리고, 링클링 임을 알 수 있었다. 또한 설계변수들의 변화를 통해서 탑재모듈의 구조적인 특성에 가장 많은 영향을 주는 부재를 확인 할 수 있었다. 결론적으로, 탑재모듈의 특수한 제한조건을 고려한 최적화를 통해서 주어진 조건에 더 효율성 있고 안정성 있는 탑재모듈의 구조 최적화설계를 도출할 수 있었다.
In this study, a satellite payload module was optimized by considering local stabilities. As design constraints in the satellite structure, local instabilities such as wrinkling, dimpling, crippling for honeycomb structures and crippling failure mode for beams were considered in addition to frequency and stress constraints. The constraints for the local instabilities (uncommon in general structures) were taken for the optimization of a satellite structures under severe launching environments. The analysis was performed combining the finite element analysis and optimization program. From the optimization results, it was found that frequency, crippling and wrinkling were the most critical constraints to achieve the design goals. Also, the importance of each design variable was estimated. Finally, the optimum design of the payload module was achieved for various design constraints and design parameters.
