Thermal Stability Analysis of a Flexible Beam Spacecraft Appendage

The bending vibration and thermal flutter instability of spacecraft booms modeled as circular thin-walled beams of closed cross-section and subjected to thermal radiation loading is investigated in this paper. The thin-walled beam model incorporates a number of nonclassical effects of transverse shear, primary and secondary warping, rotary inertia and anisotropy of constituent materials. Thermally induced vibration response characteristics of a composite thin walled beam exhibiting the circumferantially uniform system(CUS) configuration are exploited in connection with the structural flapwise bending-lagwise bending coupling resulting from directional properties of fiber reinforced composite materials and from ply stacking sequence. The numerical simulations display deflection time-history as a function of the ply-angle of fibers of the composite materials, damping factor, incident angle of solar heat flux, as well as the boundary of the thermal flutter instability domain. The adaptive control are provided by a system of piezoelectric devices whose sensing and actuating functions are combined and that are bonded or embedded into the host structure.

위성체 유연 보 구조물의 열 안정성 해석

본 논문에서는 얇은 벽보로 모델링 한 위성체 구조물에 입사되는 열 하중에 의해 발생하는 굽힘 진동과 열적 플러터에 대하여 연구하였다. 복합재료 얇은 벽보는 회전관성과 1차, 2차 와핑, 전단변형의 비고전적 요소를 포함한다. CUS구조물로 모델링한 복합재료 얇은 벽보의 열 진동 특성은 적층 순서와 섬유강화복합재료의 방향특성인자로부터 기인된 종방향 굽힘과 횡방향 굽힘의 언성과 관련하여 연구되었다. 수치 해석적인 방법으로 열적 플러터의 안정성 영역의경계값을 구하였으며, 태양 열 플럭스의 입사각, 감쇠계수, 섬유각의 변화에 의한 보의 변위를 구하였다. 주 구조물에 압전소자를 부착하여, 감지기와 작동기로 사용하여 제어해석을 수행하였다.