초록
전개형 구조물은 크기와 모양의 변형이 가능하여 수납과 이동이 용이한 장점으로 인해 우주 임무에 많이 사용된다. 특히, 우주에서 사용되는 구조물들의 경우에는 운용과정에서 직면하는 다양한 외란들을 견디기 위하여 높은 구조 강성을 가지도록 설계되어야 한다. 특히 전개형 구조물의 경우, 구조 경량화를 위하여 얇고 가벼운 소재를 사용하는 경우가 많기 때문에 전개 과정에서 발생하는 내력이나 전개 완료 상태에서의 구조 강성 등에 대한 면밀한 분석이 수행되어야 한다. 본 논문에서는 전개형 구조물 중에서 널리 사용되는 시저스 구조물에 대해 동역학적 모델을 수립하고 전개 속도, 각 조인트에 걸리는 내력 등 전개 거동을 분석한다. 또한, 구조물의 전개 완료 형상에 따른 구조 강성 변화를 분석하기 위하여 1단과 2단 두 가지 형상에 대해 모드 해석을 수행하였으며, 저차 모드의 모드 형상 및 고유 진동수 변화를 확인하고 변화의 원인을 고찰하였다.
Deployable structures are widely used for space mission because of their advantages in storage and transportation coming from its transformability of configuration. The space structures should be designed with high stiffness to withstand the various types of disturbance that they encounter during operation. Especially for the deployable structures, the internal forces loaded on the component or the stiffness at its deployed configuration should be analyzed since they usually consist of the thin and light structures. In this paper, a dynamic model of the scissors structure is established and its deployment behavior is analyzed, especially focusing on the deployment speed and the internal force on each joint. In addition, modal analysis is carried out for the 1-stage and 2-stage scissors structures in order to analyze the stiffness of the scissors structure based on its deployed configuration. The fundamental mode shapes and natural frequencies are analyzed and discussed.
